問題文は、表4と表5を参照して、水の密度 $\rho$ と比重量 $\gamma$ の数値をSI単位と工学単位でそれぞれ求めよ、というものです。ただし、重力加速度の大きさ $g$ は $9.80 \ m/s^2$ とします。

応用数学物理学流体力学密度比重量単位換算
2025/8/4

1. 問題の内容

問題文は、表4と表5を参照して、水の密度 ρ\rho と比重量 γ\gamma の数値をSI単位と工学単位でそれぞれ求めよ、というものです。ただし、重力加速度の大きさ gg9.80 m/s29.80 \ m/s^2 とします。

2. 解き方の手順

まず、水の密度 ρ\rho を考えます。SI単位では、水の密度は通常 1000 kg/m31000 \ kg/m^3 です。工学単位では、表5の質量の換算表を利用します。
1 kg=0.102 kgfs2/m1 \ kg = 0.102 \ kgf \cdot s^2/m
なので、
1 kg/m3=0.102 kgfs2/m41 \ kg/m^3 = 0.102 \ kgf \cdot s^2/m^4
したがって、水の密度 ρ\rho は、工学単位では、
ρ=1000 kg/m3=1000×0.102 kgfs2/m4=102 kgfs2/m4\rho = 1000 \ kg/m^3 = 1000 \times 0.102 \ kgf \cdot s^2/m^4 = 102 \ kgf \cdot s^2/m^4
次に、比重量 γ\gamma を考えます。比重量は、γ=ρg\gamma = \rho g で定義されます。
SI単位では、ρ=1000 kg/m3\rho = 1000 \ kg/m^3g=9.80 m/s2g = 9.80 \ m/s^2 なので、
γ=ρg=1000 kg/m3×9.80 m/s2=9800 N/m3\gamma = \rho g = 1000 \ kg/m^3 \times 9.80 \ m/s^2 = 9800 \ N/m^3
工学単位では、ρ=102 kgfs2/m4\rho = 102 \ kgf \cdot s^2/m^4g=9.80 m/s2g = 9.80 \ m/s^2 が与えられています。しかし、gg9.8 m/s2=19.8 \ m/s^2 = 1 なので、1kgfs2/m1 kgf\cdot s^2/mとなる. 
比重量はγ=ρg\gamma = \rho gなので、1.0kgf/cm31.0 kgf/cm^3となる。

3. 最終的な答え

* 水の密度 ρ\rho:
* SI単位: 1000 kg/m31000 \ kg/m^3
* 工学単位: 102 kgfs2/m4102 \ kgf \cdot s^2/m^4
* 水の比重量 γ\gamma:
* SI単位: 9800 N/m39800 \ N/m^3
* 工学単位: 1.0 kgf/dm31.0 \ kgf/dm^3

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