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기계설계 기초

단위란

우리가 구하는 모든 값은 단위가 있고 모든 수식은 이 단위들의 조합으로 만들어진다.

단위를 별다른 생각없이 사용하고 있지만 그 이유는 미리 단위를 공통으로 정의 해놓았고 우리는 그대로 사용하고 있기 때문이다.

지금부터 단위란 무엇이며 수식을 이해하기 위한 방법에 대해 알아보자.

 

차원과 단위

차원이란 측정 할 수 있는 양을 말하며 길이, 시간, 면적, 속도 등이 있다.

차원에는 1차 차원과 2차 차원이 있으며 1차 차원은 기본차원, 2차 차원은 유도 차원이라고 한다.

단위계는 자주 쓰는 차원을 1차 차원으로 정의하고 나머지 차원들을 유도 차원으로 정한 단위의 집단을 의미한다.

따라서 모든 유도 차원을 길이, 시간, 질량으로 나타낸다.

힘이라는 유도 차원을 절대 단위계로 나타내면

F[힘]= $MLT^{-2}$이다.

공학 단위계는 중력 단위계라고도 불리며 길이(L), 시간(s), 힘(F)를 기본 차원으로 정하고 다른 차원을 유도차원으로 한다.

공학 단위계에서 질량(M)은 유도 차원이 된다.

국제 단위계

국제 단위계는 전류, 온도, 시간, 길이, 질량, 광도, 물질량을 전 세계에서 표준화된 도량형으로, MKS 단위계라고도 불린다.

국제 단위계가 생긴 이유

국제 단위계는 각 국가별로 상이하게 적용하는 단위를 미터법을 기준으로 현재 세계적으로 일상 생활뿐만 아니라 상업적으로 과학적으로 널리 쓰이는 도량형이며, 국제적인 교류나 산업 등에서 전 세계적으로 통용된 단위인 만큼 반드시 필요하다.

전 세계적으로 단일화된 국제 단위계를 만들려는 노력으로 1960년 10월 제11차 국제 도량형 총회에서 SI 단위계가 결정되었다.

이 당시 국제 단위계의 체계를 접두어, 유도 단위 및 추가 단위에 대해 확립되었다.

SI 단위는 7개의 기본단위인 미터(m), 킬로그램(kg), 초(s), 암페어(A), 켈빈(K), 몰(mol), 칸델라(cd)

2개의 보조단위인 라디안(rad), 스테라디안(sr)로 이루어져있다.

7개의 기본단위와 2개의 보조단위로부터 유도되는 조합 단위(19개)를 요소로하는 일관성있는 단위의 집단이다.

 

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