いろいろな質量の単位

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いろいろな単位シリーズ第2弾!今回は、質量の単位について扱います。それぞれの単位の由来から、互いの単位の換算プログラムまで含んでいます。

①質量の単位一覧
②\(kg\)の定義の変遷
③単位換算プログラム



目次
  • 1. ①質量の単位一覧
  • 2. ②\(kg\)の定義の変遷
  • 3. ③単位換算プログラム

①質量の単位一覧

単位 説明

\(~kg\)
キログラム
(kilogram)

・質量の国際単位系である。グラムではなく、キログラムなので注意・・。
・1798年に4℃の水の質量を使って、1kgの質量が定義された。これに基づいて「国際キログラム原器」が作られ、これを現在1kgと定義している。今使われている国際単位系の中で唯一、定義が人工物であり、近いうちに自然界の物理的な基準に再定義される模様。
② \(~kg~\) の定義の変遷へ
\( lb \)
ポンド
(pound)
・ヤード・ポンド法における質量の基本単位。
・一般的に用いられる「常用オンス」、貴金属や宝石の計量に用いられる「トロイオンス」、薬品の計量に用いられる「薬用オンス」の3種類存在する。※この記事では「常用オンス」について扱う。
・1855年、イギリスで質量の単位として定められた。
・略記の"lb"は、"Libra"(天秤)から来ていて、昔天秤を使って、質量を測っていたことに由来する。
・\( 1lb = 0.45359237kg \)
\(~ oz \)
オンス
(ounce)
・ヤード・ポンド法における質量の単位。
・一般的に用いられる「常用オンス」、貴金属や宝石の計量に用いられる「トロイオンス」、薬品の計量に用いられる「薬用オンス」の3種類存在する。※この記事では「常用オンス」について扱う。
・\( 1oz = 28.349523125g \)
・\( 1oz=\displaystyle \frac{1}{16}lb \)
\(~ dm \)
ドラム
(dram)
・ヤード・ポンド法における質量の単位。
・一般的に用いられる「常用ドラム」、貴金属や宝石、薬品の計量に用いられる「薬用ドラム」の2種類存在する。※この記事では「常用ドラム」について扱う。
・\( 1dm = 1.7718451953125g \)
・\( 1dm=\displaystyle \frac{1}{256}lb \)
\(~ gr \)
グレーン
(grain)
・ヤード・ポンド法における質量の単位。
・大麦の種1粒の質量に由来する。
・\( 1gr =0.06479891g \)
・\( 1gr=\displaystyle \frac{1}{7000}lb \)
\(~ st \)
ストーン
(stone)
・ヤード・ポンド法における質量の単位。
・切り出した石の重さを測るのに使われていた。
・\( 1st =6.35029318kg \)
・\( 1st=14 lb \)
\(~ qr \)
クォーター
(quarter)
・ヤード・ポンド法における質量の単位。
・1qrは2stである。
・\( 1qr =12.70058636kg \)
・\( 1qr=28 lb \)
\(~ cwt \)
ハンドレッド
ウェート
(hundred-
weight)
・ヤード・ポンド法における質量の単位。
・単位に使われる"c"はローマ数字の100を意味する。
・イギリスで使われているものを特に「ロングハンドレッドウェート(グロスハンドレッドウェート)」、アメリカで使われているものを特に「ショートハンドレッドウェート、(ネットハンドレッドウェート)」などに分けられる。
<ロングハンドレッドウェートについて>
  ・\(1cwt\)は4\(qr\)である。
・\( 1cwt =50.80234544kg \)
 ・\( 1cwt=112 lb \)
<ショートハンドレッドウェートについて>
 ・\( 1cwt =45.359237kg \)
 ・\( 1cwt=100 lb \)
\( t \)
トン
(ton)
・メートル法によるものを特に「グラムトン(仏トン)」、ヤード・ポンド法に基づき、イギリスで使われているものを特に「英トン(ロングトン、グロストン)」、アメリカで使われているものを特に「米トン(ショートトン、ネットトン)」などに分けられる。
・1樽の量という意味の古代英語"tunne"に由来する。
・1グラムトン\( =1000kg ~\) (これが国際単位系に従い、一般的)
・1ロングトン\( =1016.0469088kg ~\)
・1ショートトン\( =907.18474kg ~\)
\(~ ct,car \)
カラット
(carat)
・宝石の計量に使われる単位。
・イナゴマメの実1個の質量に由来すると言われている。
・\( 1ct =200g \)


かん

・日本で使われていた尺貫法における質量の単位。
・1921年にメートル法が基本となり、その後併用されたが、1952年に全面廃止された。
・親指の幅が起源で、現在は1尺の10分の1と定義されている。
・1貫\( =3.75kg ~\)

もんめ
・日本で使われていた尺貫法における質量の単位。
・「匁」は「泉」の略字。「泉」とは銭のことである。唐の通貨である「開元通宝」の重さを1匁とした。
・1匁\(= 3.75g  \)
・1匁\(= \displaystyle \frac{1}{1000} \)貫

・日本で使われていた尺貫法における質量の単位。(長さでも使われる)
・1匁の10分の1と定義されている。
・1匁\(= 0.375g=375mg  \)
・1匁\(= \displaystyle \frac{1}{10000} \)貫

りん
・日本で使われていた尺貫法における質量の単位。(長さでも使われる)
・1匁の100分の1と定義されている。
・1厘\(= 0.0375g=37.5mg  \)
・1厘\(= \displaystyle \frac{1}{100000} \)貫

もう
・日本で使われていた尺貫法における質量の単位。(長さでも使われる)
・1匁の1000分の1と定義されている。
・1毛\(= 0.00375g=3.75mg  \)
・1毛\(= \displaystyle \frac{1}{1000000} \)貫

②\(kg\)の定義の変遷

 現在の質量の国際基準である、\( 1kg \)の定義の歴史と今後について、見てみましょう。

(1)1798年、国際メートル委員会で、1kgの定義は

4℃における純粋な水1Lの容積が持つ質量

を1kgの定義とし、純白金でこれと同じ質量の分銅が作られ、これを「キログラム原器」とした。
 
(2)1885年、メートル条約(1857年)に基づいて、白金90%とイリジウム10%の合金で、(1)の定義に即した「国際キログラム原器」が作られた。これが今の1kgの基準となっている。しかし、この国際キログラム原器は、使用時に原子が数粒剥がされたり、不純物が表面に吸着したりすることで、質量が変動してしまう不安定な基準であるため、長さの単位のように自然界の物理的な基準に再定義するよう騒がれている。ちなみに、日本に与えられたキログラム原器は国際キログラム原器より0.170mgほど重いことがわかっている。
 
(3)今後(早ければ2018年)、アボガドロ定数(質量数12の炭素12gに含まれる炭素原子の数:約\( 6.02 \times 10^{23} \))を使った原子レベルでの定義に変更しようとしている。


③単位換算プログラム

 空欄の1つに数値を入れ、「実行」ボタンを押してください。他の単位における数値が自動的に計算されます。

今の表示状況:




キログラム
ポンド\(~ ~\)
オンス\(~ ~\)
ドラム\(~ ~\)
グレーン\(~ ~\)
ストーン  \(~~\)
クォーター 
ロングハンドレッドウェート  \(~~\)
ショートハンドレッドウェート   \(~~\)
グラムトン 
ロングトン 
ショートトン
カラット  \(~~\)
貫\(~ ~\)
匁\(~ ~\)
分\(~ ~\)
厘\(~ ~\)
毛\(~ ~\)


ヤード・ポンド法、イギリス式とアメリカ式に微妙な違いがあってややこしかったです・・・。

   
 
 


☆参考文献等

・「NATIONAL GEOGRAPHIC 1kgの定義、原器から『原子の数』へ」 , 2016年9月11日アクセス
・「計量標準総合センター」,< https://www.nmij.jp/library/units/mass/> 2016年9月11日アクセス
・二村隆夫(2002)『単位の辞典』丸善.

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Posted by Fuku