密度の単位について質問です

質問

密度の単位について質問です。
これまで、密度の単位と言えば、kg/m3とばかりに思っていましたが、
Kg・sec2/ｍ4という単位のものがありました。
ＳＩ単位ではないと思いますが、どうして「密度」にsec（秒？）の２乗が、また、m（メートル・平方？・立方？）の４乗という表記になるのでしょうか？
まったく、イメージすらわきません。申し訳ありませんが、それぞれの意味をお教え願えないでしょうか？

回答No.3

htms42 · ベストアンサー

＃２のご解答のとおり、工業系で使われていた単位です。機械学会の機械工学便覧などには載っていました。

水の密度は普通、１０００ｋｇ／ｍ３ですね。
見られた単位で表された水の密度の数値をごらんになられましたか。１０００ではない数値が載っていると思います。

＞または，昔は工学単位と言って，１ｋｇ重のことを単に１ｋｇと書いていたこともあります．
＞今では１ｋｇｆとか１ｋｇｗとか書くべきものです．或いは９．８Ｎとか．

工学単位でもｋｇは質量の単位です。力はｋｇｆです。でも日常的にｋｇｆの意味でｋｇが使われていることが多かったので質量の意味でのｋｇは使われていないと考えた方がいいようです。

密度の単位はｋｇｆ・ｓ２／ｍ４になっていませんでしたか。工学系でも学会レベルで言えばｋｇ・ｓ２／ｍ４は出てきません。使う人がｋｇとｋｇｆの区別をしていないのです。

機械工学便覧（第６版）には５℃の値として
比重量　１０００．０ｋｇｆ／ｍ３
密度　　１０１．９７ｋｇｆ・ｓ２／ｍ４
が載っています。

ややこしいのですが問題は別のところにあるようです。
物理や化学の理学系では質量を第一義的なものと考えます。「物質があればまず質量が決まる、その質量に地球の引力が働いて重力が生じる」と考えます。質量は直接測定できません。天秤で比較質量を求めると本には書いてありますが重力が働かなければ天秤も機能しません。基準の物体に対する重力の大きさの比を求めていることになります。
機械工学等の立場は直接測ることのできる重量を第一義的なもの、質量はそれから誘導される２義的なものと考えています。同じ単位文字を使っていても発想が異なるのです。
釣り合い中心の静力学のウエイトが高いですから重量で話が済みます。質量は出てきません。比重量がわかれば密度も必要ありません。
ところがＦ＝ｍａの運動方程式を使う場面が出てくるとどうしても質量が必要になります。この時物理ではＦはＮ（ニュートン）で考えます。ところが機械工学ではＦをｋｇｆのままでつじつまを合わせようとします。Ｆとａが測定量ですのでｍで合わせます。ｍはパラメータのような働きで表には出てこないと考えています。重量がＷの物体であればｍのところにｗ／ｇを入れなさいということになります。したがって質量の単位は［ｋｇｆ・ｓ２／ｍ］になります。密度はこの単位をｍ３で割ったものになります。

ＳＩ単位系になってｋｇｆの代わりにＮが使われるようになりました。でも質量が２義的なものという発想は簡単にはなくならないと思います。新しい機械便覧には「従来は質量を認めてこなかった学会としての立場を変更する・・・」という文章が載っています。

物理の問題であれば「質量ｍ［ｋｇ］の物体があって、・・・」と書かれるはずのところが機械工学の問題では「重量Ｗ［ｋｇｆ］の物体があって、・・・」と書かれていました。今は「重量Ｗ［Ｎ］の物体があって、・・・」と書かれています。使う単位は共通であっても発想が同じであるとは言えないように感じます。

「重量Ｗ［Ｎ］の水素ガスがあって・・・」なんて文章に出会うと「？」と思ってしまいますよね。

お礼

丁寧にご回答くださり、ありがとうございました。

回答No.2

First_Noel

＃１です．
または，昔は工学単位と言って，１ｋｇ重のことを単に１ｋｇと書いていたこともあります．
今では１ｋｇｆとか１ｋｇｗとか書くべきものです．或いは９．８Ｎとか．

従って，質問者さまが読まれた「kg・sec2/ｍ4」の「kg」は実は「重量単位」かも知れません．
そうだとすると，この単位は正しいことになります．
（つまり，kgは実際にはkg・m/s2に相当する．）
ＳＩ単位系世代の私たちには大いに混乱の元になりますが．．

古い資料や教科書だとこういうことがたまにあります．

お礼

丁寧にご回答くださり、ありがとうございました。

回答No.1

First_Noel

kg・sec2/ｍ4と言う単位を見ますとどうも，
kg／（m3×加速度単位），即ち，重量を体積と重力加速度で割った操作をしているようです．
しかしそもそも最初の重量の単位を間違えている，と言うように見えます．

私の答えとしては，密度はそんな単位にはならない，
誰かが重量を質量と間違えて，計算方法に則って単位も合わせた，
のだと思いますが．．．