重量キログラム
重量キログラム（じゅうりょうキログラム、kgf、en:kilogram-force）は、MKS重力単位系における力の計量単位である。1 kgf = 9.80665 N である。非SI単位であり、計量法により1999年10月以降は取引・証明に使用することは禁止されている。
| 重量キログラム、重力キログラム、キログラム重 kilogram-force, kilogram-weight | |
|---|---|
 | |
| 系 | 非SI単位、MKS、重力単位系 |
| 量 | 力 |
| SI | 9.80665 N |
| 組立 | g·kg |
| 定義 | 1 kg の質量が標準重力加速度下で受ける重力 |
名称、単位記号
編集計量法における計量単位の名称は、「重量キログラム」[1]である。俗には重力キログラム（じゅうりょくキログラム）、キログラム重（キログラムじゅう）とも称されていた。
計量法における1999年までの規定では、単位記号は、kgf (kilogram-forceの略語)（[2]である。その他、kgw (kilogram-weight) 、ドイツなど一部ヨーロッパ諸国はkp（ドイツ語：Kilopond）も用いられていた。
過去の自動車用エンジンの諸元表には、出力軸から直角に出した1 mの腕の先端での力を表す kgf・m（重量キログラムメートル）が使われており、現在でもカタログなどでニュートンメートル（N・m）と併記されている場合がある。
定義
編集重量キログラムは、質量1キログラム (kg) の物体が標準重力加速度のもとで受ける重力の大きさと定義される。標準重力加速度は、地球の北緯45°の平均海面上の平均重力をもとに定義されていた。重力は質量と重力加速度の積で、通常は1901年に国際度量衡委員会が採択した[3]約束値 9.80665 m/s2を用い
である。概算では
- 1 kgf = 9.8 N
とすることが多い。
物体の質量、例えば、2.4 kg、とそれにかかる重力、例えば、2.4 kgf （= 23.536 N）、とは数値が同じになって感覚的に捉えやすいため、以前の日本では中学校までの理科教育でキログラム重が用いられていた。しかし国際単位系 (SI) が完全に導入されて以降は、中学教育では質量約102グラムの物体にはたらく重力を1ニュートンとして教えている。計量法も1999年10月1日以降は、取引・証明に用いることを禁じている[4]。
| 変換後 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ニュートン（SI単位） N | ダイン dyn | 重量キログラム kgf | 重量ポンド lbf | パウンダル pdl | ||
| 変換前 | 1 N | =1 kg·m/s2 | =105 dyn | ≈0.10197 kgf | ≈0.22481 lbf | ≈7.2330 pdl |
| 1 dyn | =10−5 N | =1 g·cm/s2 | ≈1.0197×10−6 kgf | ≈2.2481×10−6 lbf | ≈7.2330×10−5 pdl | |
| 1 kgf | =9.80665 N | =980665 dyn | =gn·(1 kg) | ≈2.2046 lbf | ≈70.932 pdl | |
| 1 lbf | =4.4482216152605 N | ≈444822 dyn | ≈0.45359 kgf | =gn·(1 lb) | ≈32.174 pdl | |
| 1 pdl | =0.138254954376 N | ≈13825 dyn | ≈0.014098 kgf | ≈0.031081 lbf | =1 lb·ft/s2 | |
| 重量ポンドの値は、公式には重量キログラムによって定義されている標準重力加速度 gn を用いて計算している。 | ||||||
| 基本単位 | 力・長さ・時間 | 重さ・長さ・時間 | 質量・長さ・時間 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 力 (F) | F = m⋅a = w⋅a/g | F = m⋅a/gc = w⋅a/g | F = m⋅a = w⋅a/g | |||||
| 重さ (w) | w = m⋅g | w = m⋅g/gc ≈ m | w = m⋅g | |||||
| 単位系 | BG | GM | EE | M | AE | CGS | MTS | SI(MKS) |
| 加速度 (a) | ft/s2 | m/s2 | ft/s2 | m/s2 | ft/s2 | Gal | m/s2 | m/s2 |
| 質量 (m) | slug | slug | lbm | kg | lb | g | t | kg |
| 力 (F) | lb | kgf | lbF | kgf | pdl | dyn | sn | N |
| 圧力 (p) | lb/in2 | at | PSI | atm | pdl/ft2 | Ba | pz | Pa |
派生単位
編集以下の派生単位はすべて、1999年10月1日以降は（熱量の単位である重量キログラムメートルは1995年10月1日以降は）、計量法上の取引・証明に用いることは禁止されている。
重量グラム、重量トンなど
編集- 重量グラム（gf）
- 重量トン（tf)
- 重量ミリグラム（mgf）
- 重量キロトン（ktf）
- 重量メガトン（Mtf）
重量キログラム毎平方メートル
編集| 重量キログラム毎平方メートル | |
|---|---|
| 記号 | kgf/m2 |
| 系 | 非SI単位、MKS、重力単位系 |
| 量 | 圧力・応力 |
| SI | 9.80665 Pa |
| 定義 | 1 m2の面積につき1 kgfの力が作用する圧力・応力 |
重量キログラム毎平方メートル（じゅうりょうキログラムまいへいほうメートル、記号:kgf/m2〈kilogram/square metre〉）は、MKS重力単位系における圧力・応力の単位である。1平方メートル (平米・m2)の面積につき1重量キログラムの力が作用する圧力・応力と定義される。その定義から、1 kgf/m2 = 9.80665 Paである。
重量キログラム毎平方センチメートル
編集| 重量キログラム毎平方センチメートル | |
|---|---|
| 記号 | kgf/cm2 |
| 系 | 非SI単位、cgs、重力単位系 |
| 量 | 圧力・応力 |
| SI | 98.0665 kPa |
| 定義 | 1 cm2の面積につき1 kgfの力が作用する圧力・応力 |
重量キログラム毎平方センチメートル（じゅうりょうキログラムまいへいほうセンチメートル、記号:kgf/cm2）は、CGS重力単位系における圧力・応力の単位である。1平方センチメートル (cm2)の面積につき1重量キログラムの力が作用する圧力・応力と定義される。定義から、1 kgf/cm2 = 98.0665 kPa = 980.665 hPaとなる。
1 気圧(atm)は、101.325 kPa である。1 kgf/cm2 = 98.0665 / 101.325 atm = 約0.967 841 atmとなり、1気圧に近い値となることから、かつては工学分野で標準大気圧の代用とされ、これを工学気圧(at)と称していた。
| パスカル（SI単位） | バール | 工学気圧 | 気圧 | トル | psi | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Pa | ≡ 1 N/m2 | = 10−5 bar | ≈ 10.2×10−6 at | ≈ 9.87×10−6 atm | ≈ 7.5×10−3 Torr | ≈ 145×10−6 psi |
| 1 bar | = 100000 Pa | ≡ 106 dyn/cm2 | ≈ 1.02 at | ≈ 0.987 atm | ≈ 750 Torr | ≈ 14.504 psi |
| 1 at | = 98066.5 Pa | = 0.980665 bar | ≡ 1 kgf/cm2 | ≈ 0.968 atm | ≈ 736 Torr | ≈ 14.223 psi |
| 1 atm | = 101325 Pa | = 1.01325 bar | ≈ 1.033 at | ≡ p0 | = 760 Torr | ≈ 14.696 psi |
| 1 Torr | ≈ 133.322 Pa | ≈ 1.333×10−3 bar | ≈ 1.360×10−3 at | ≈ 1.316×10−3 atm | ≡ 1 mmHg | ≈ 19.337×10−3 psi |
| 1 psi | ≈ 6894.757 Pa | ≈ 68.948×10−3 bar | ≈ 70.307×10−3 at | ≈ 68.046×10−3 atm | ≈ 51.7149 Torr | ≡ 1 lbf/in2 |
重量キログラムメートル
編集| 重量キログラムメートル | |
|---|---|
| 記号 | kgf·m |
| 系 | 非SI単位、MKS、重力単位系 |
| 量 | 熱量・仕事 |
| SI | 9.80665 J |
| 定義 | 1 kgfの力が力の方向に物体を 1 m 動かすときの仕事 |
重量キログラムメートル（じゅうりょうキログラムメートル、記号:kgf·m）は、MKS重力単位系における熱量・仕事の単位である。1重量キログラムの力が力の方向に物体を1メートル動かすときの仕事およびそれに相当する熱量と定義される。定義から、1 kgf·m = 9.80665 Jである。
| ジュール (J = kg·m2/s2) | キロワット時 (kW·h) | 電子ボルト (eV) | 重量キログラムメートル (kgf·m) | 国際蒸気表カロリー (calIT) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 J | = 1 | ≈ 2.778×10−7 | ≈ 6.242×1018 | ≈ 1.020×10−1 | ≈ 2.388×10−1 |
| 1 kW·h | = 3.6×106 | = 1 | ≈ 2.247×1025 | ≈ 3.671×105 | ≈ 8.598×105 |
| 1 eV | = 1.602176634×10−19 | ≈ 4.450×10−26 | = 1 | ≈ 1.634×10−20 | ≈ 3.827×10−20 |
| 1 kgf·m | = 9.80665 | ≈ 2.724×10−6 | ≈ 6.121×1019 | = 1 | ≈ 2.342 |
| 1 calIT | = 4.1868 | ≈ 1.163×10−6 | ≈ 2.613×1019 | ≈ 4.269×10−1 | = 1 |
重量キログラムメートル毎秒
編集| 重量キログラムメートル毎秒 | |
|---|---|
| 記号 | kgf·m/s |
| 系 | 非SI単位、MKS、重力単位系 |
| 量 | 仕事率・工率 |
| SI | 9.80665 W |
| 定義 | 1秒に 1 kgf·m の仕事率 |
重量キログラムメートル毎秒（じゅうりょうキログラムメートルまいびょう、記号:kgf·m/s）は、MKS重力単位系における仕事率・工率の単位である。1秒に1重量キログラムメートルの仕事率と定義される。
定義から、1 kgf·m/s = 9.80665 Wとなる。
仏馬力の元来の定義は、75 kgf·m/s = 735.498 75 ワットであった。しかし、現在の日本の計量法では、1 仏馬力= （正確に）735.5 ワットと定義している（計量単位令第11条第2項）。仏馬力は、内燃機関と外燃機関の工率の取引・証明に用いる場合にのみ、当分の間、使用することができる法定計量単位である。
| W | kgf·m/s | PS | kcal/h | HP(BHP) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 ワット(W) | = 1 | = 0.102 | = 0.00136 | ≈ 0.860 | ≈ 0.00134 |
| 1 重量キログラムメートル毎秒(kgf·m/s) | = 9.80665 | = 1 | ≈ 0.01333 | ≈ 8.4322 | ≈ 0.01315 |
| 1 仏馬力(PS) | = 735.49875 | = 75 | = 1 | ≈ 632.415 | ≈ 0.9863 |
| 1 キロカロリー毎時(kcal/h) | = 1.163 | ≈ 0.1186 | ≈ 0.00158 | = 1 | ≈ 0.00155 |
| 1 英馬力(HP(BHP)) | = 745 | ≈ 76.040 | = 1.013 | = 641 | = 1 |
脚注
編集出典
編集- ^ 計量法附則第三条の計量単位等を定める政令 別表第3 項番１ [「力」の欄
- ^ 計量法附則第三条の計量単位の記号等を定める規則 別表、力・重量キログラムの欄、平成4年（1992年）通商産業省令第81号
- ^ 国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版 産業技術総合研究所、計量標準総合センター、2020年4月。付録１，pp.126-127、第3回CGPM, 1901 年
- ^ 新計量法とSI化の進め方 通商産業省、SI単位等普及推進委員会、p.11 表2.5:猶予期限を定めた非SI単位、1999年3月
- ^ Michael R. Lindeburg (2011). Civil Engineering Reference Manual for the Pe Exam. Professional Publications. ISBN 1591263417
- ^ Wurbs, Ralph A, Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam, オリジナルの2011年8月15日時点におけるアーカイブ。 2011年10月26日閲覧。
- ^ 計量法附則第三条の計量単位等を定める政令 別表第3 項番１ 「力」の欄、別表第4 項番4 「力」の欄
- ^ 計量法附則第三条の計量単位の記号等を定める規則 別表、「力」の欄、平成4年（1992年）通商産業省令第81号