力の単位であるN(ニュートン)、仕事・熱などエネルギーの単位であるJ(ジュール)、圧力の単位であるPa(パスカル)、これらは物理参考書の1番最初に書いてあります。勉強を始めると見逃しがちになりますが、必須問題で出てきた時に間違えると勿体ない問題です。
しかし、高校で物理を履修していなかったので、当たり前の考えではない。そこで、最低限の暗記をするだけで、試験中にも他の単位換算も考えられるようにしてみました。自分の中での解釈なので、分かりづらい点があったらすみません。
N(力)、J(仕事・熱)、Pa(圧力)の単位概要
上記の単位換算をまとめた式を導きだして、書けるようになることを目標として進めたいと思います。
①左側の簡単な単位換算を覚える
②Nの詳しい単位換算を覚える
③Nの式をJとPaの式に当てはめる
●エネルギー(仕事・熱)
J(ジュール)= N・m = kg ・ m^2 / s^2
●圧力
Pa(パスカル)= N / m^2 = ㎏ /(s^2・m)
●力
N(ニュートン)= J / m = kg ・ m / s^2
圧力(Paパスカル)とエネルギー(Jジュール)の考え方
1Pa(1パスカル)とは、日本語で表すと「1m^2単位面積あたりに働く1Nの力」です。1J(1ジュール)とは、「物体を1Nの力で1m移動させる仕事」です。これらは上記の画像のように、イメージで考えると分かりやすいと思います。
力(ニュートン)を考え方
1N(1ニュートン)とは、「1kgの重さのりんごを加速度でかけたもの」です。ニュートンと聞いて思い浮かぶものはリンゴだと思うので、リンゴが落下するイメージを持つと良いと思います。
加速度(m / s^2)が分かりにくいので、「単位時間あたりどれだけ速度(m / s)が増すか?」と考えると良いです。
実際に覚える式は3つのみ
ここまで理解できると、最初に提示した式をすべて覚えるのではなく、3つの式のみの考え方を習得すれば良いことがわかります。N(ニュートン)をPaとJの式にそれぞれ代入すれば簡単に求められますよね。
苦手な人が多い、SI基本単位の考え方や換算方法について解説してみました。参考になれば嬉しいです。