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注:表B-1所示為國際制單位間的關系。
2. 質量、力和重量
2.1 國際單位制與公制工程單位重量測定制的主要差別是它使用了完全不同的單位來表示質量和力。在國際單位制中,千克這一名稱僅用作質量單位,不用千克·力(其中詞尾“力”曾經常被錯誤地省略),而牛頓被用作力的單位。同樣,包括力的派生單位也用牛頓而不用千克·力來組合,比如壓強和應力(N/m2 = Pa),能(N ⋅ m = J)和功率(N ⋅ m/s = W)。
2.2 在使用重量一詞來表示力或質量時存在相當大的混亂。在一般用法中,重量一詞幾乎總是指的質量,因此,當人們說到某人的重量,所指的量即為質量。在科技領域中,一個物體的重量通常是指作用于物體使之能產生相當于當地自由落體加速度的力。“當地自由落體加速度”中形容詞“當地”通常指的是地球表面的某一位置,在這種情況下,“當地自由落體加速度”的符號為g(有時稱為“重力加速度”),經觀察到的g值在地球表面各不同地點相差0.5%以上,并隨離地球距離增加而縮小。因此,由于重量是力 = 質量 × 重力引起的加速度,那么一個人的重量則取決于他所處的位置,而質量則不然。一個質量為70kg的人在地球上可以體驗686牛頓(約155 lbf)的力(重量),但在月球上則只有113牛頓(約22 lbf)的力(重量)。由于用重量一詞表示量時具有雙重意義,除非在其含義完全清楚的情況下,應該避免在技術工作中使用這一術語。在使用重量一詞時,重要的是要弄清楚其意指質量還是力,正確用國際制單位,用千克表示質量,用牛頓表示力。
2.3 用天平或秤來測定質量時涉及到重力。用一標準質量來平衡被測質量時,重力對兩個物體的直接作用抵消了,但空氣或其他流體浮力的間接作用通常未被抵消。當用彈簧秤時,質量是被間接測定的,因為彈簧秤受重力的作用。如果使用時重力加速度和浮力差別可忽略不計,此類秤可按質量單位校準。
3. 能與扭力矩
3.1 力與力矩的矢量積一般被規定為單位牛頓米。這一屈力或扭力矩單位會與能的單位產生混淆,因為能的單位也是牛頓米。如果將扭力矩表示為牛頓米每弧度,那么與能的關系就清楚了,因為扭力矩與旋轉角度的積就是能:
(N ⋅ m/rad) ⋅ rad = N ⋅ m
3.2 如果表示出矢量,那么能與扭力矩的差別也就明顯了,因為兩種情況下力與長度的方向不同。在使用扭力矩和能時認識到這種差別很重要,焦耳絕對不能用作扭力矩的單位。
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附篇 B 附件 5—空中和地面運行中所使用的計量單位
圖B-1
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附件 5—空中和地面運行中所使用的計量單位 附篇 B
4. 國際單位制的詞頭
4.1 詞頭的選擇
4.1.1 一般來說,國際單位制的詞頭應用來表示數字大小的次序,去掉不重要數字和小數點后的零,在計數中是一種替代十倍計數的簡便方法。如:
12 300 mm變為12.3 m
12.3 × 103 變為12.3 km
0.001 23 μA變為1.23 nA
4.1.2 在用數值和單位表示一個量時,詞頭的選擇最好是使數值處于0.1與1 000之間。為了盡量減少不同做法,建議使用代表1 000的冪的詞頭。但在以下情況中可用不同方法:
a) 表示面積和體積時,可能會用到hecto(百),
deca(十),deci(分),centi(厘),這樣的詞頭,
如平方百米(square hectometre),立方厘米
(cubic centimetre);
b) 在排列同一量的數值,或在特定情況下討論
這些數值時,通常最好是全部采用同一單位
的倍數;
c) 對特別應用的某些量,慣用某一特定倍數。
如一百帕斯卡,用于高度表設定,毫米用于
機械工程制圖的線度,即使數值不在0.1至
1 000這個范圍內也如此。
4.2 復合單位中的詞頭1
建議僅用一個詞頭來組成復合單位的倍數。詞頭通常加在單位的分子處,千克作為一個單位時例外。如:
V/m,而不是mV/mm;MJ/kg,而不是kJ/g
4.3 復合詞頭
不要用兩個或兩個以上并列的國際單位詞頭構成復合詞頭。如:
1 nm而不用1 mμm;1 pF而不用1 μμF
如果需要采用超過詞頭所包括的范圍的數值,則需用
1 復合單位是一種以兩個或更多單位表示的派生單位,即不是以單一
專有名稱表示的。 基本單位的十的乘方來表示。
4.4 單位的乘方
含有詞頭的符號加上指數表明這個單位(帶詞頭的單位)的倍數或約數增加到了指數所表示的乘方次數。如:
1 cm3 = (10-2 m)3 = 10-6 m3
1 ns-1 = (10-9 s)-1 = 109 s-1
1 mm2/s = (10-3 m )2/s = 10-6 m2/s
5. 格式與用法
5.1 單位符號的書寫規則
5.1.1 無論前后文使用何種字體,單位符號應用(正體)羅馬字書寫。
5.1.2 單位符號單、復數同形。
5.1.3 除非用在句尾,單位符號后不加句號。
5.1.4 單位符號的字母用小寫形式(cd),但從專有名詞演變而來的除外。在這種情況下符號的第一個字母大寫(W, Pa)。無論前后文印刷格式如何,詞頭與單位符號保持其規定的形式。
5.1.5 在完整地表達某一量時,應在數值與單位符號之間留出間隔。如應寫成35 mm而不是35mm,2.37 lm而不是2.37lm。如果量用作形容詞,那么通常使用連接號,如35-mm寬的膠卷。
特例:表示平面角度、分、秒和攝氏度時數值與符號之間不留間隔。
5.1.6 詞頭與單位符號間不留間隔。
5.1.7 表示單位不用縮寫而要用符號。如安培應用“A”而不能用“amp”來表示。
5.2 單位名稱的書寫規則
5.2.1 拼寫出來的單位名稱在英文中視為普通名詞,因此,除非在句首或在大寫材料如標題中,單位名稱的第一個字母不能大寫,即使是由專有名詞演變而來因而用大寫字母作為符號的單位名稱也一樣,如
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附篇B 附件 5—空中和地面運行中所使用的計量單位
應寫作newton而不是Newton,即使其符號是N。
5.2.2 如果語法上要求,則用單位的復數形式,其構成一般具有規則的,如henry的復數形式為henries。幾個不規則變化的復數形式建議如下:
單數形式 復數形式
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