1.기본 개념과 유체의 기본적인 성질[3]

2. 단위

1) 단위의 표기

단위는 각 차원의 양을 측정하는 기준으로, 정량적인 차원에 숫자를 붙이는 특별한 방법이다. 그러므로 단위 하나의 성격을 명확하게 나타내기 위해서는 그 단위의 "명칭", "기호","정의"가 수반되어야 한다. 왜나하면 각각의 물리량은 하나의 차원만을 가지지만 단위는 나라나 사용자에 따라 여러 가지로 표현될 수 있기 때문이다.예를 들어, 길이의 경우에 있어 차원은 [L]로 대표되어지지만, 단위는 미터(meter),피트(feet),마일(mile),리(里) 등으로 나나낼 수 있다그러므로 물리량의 크기를 말할 때에는 '양=크기(수치) X 단위'라는 관계가 성립되어야 하며 이들 사이의 관계는 다음과 같이 살펴볼 수 있다. 어떤 물리량을 q(quantity), 크기를 v(value), 단위를 u(unit)라고 하는 두 개의 양이 있다고 하자. 각 물리량에 대해 아래 첨자1,2를 사용한다고 하면, 이들의 표현은 q1 = v1u1 과 q2= v2u2로 표현할 수 있다. 따라서 두 물리량의 곱하기와 나누기는 식(1.5)와 같이 됨을 알 수 있다. q1q2= (v1u1) X (v2u2) = (v1v2)(u1u2) q1/q2 = (v1u1) / (v2u2) = (v1/v2)(u1/u2) 식 (1.5)를 통해 계산을 할 때는 단위기호를 반드시 써주어야 하며,단위가 다른 경우에는 환산을 통해 통일해 주는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다.

2) 기본 단위에 따른 단위계의 구분

단위계는 앞서 설명한 기본 차원을 무엇으로 했느냐에 따라 나눈 절대단위계 또는 MLT System과 중력단위계 또는 FLT System으로 나뉜다고 하였다. 절대단위계와중력단위계는 다시 기본 단위를 무엇으로 했느냐에 따라 미터 절대단위계와 미터 중력단위계, 영국 절대 단위계와 영구 중력단위계로 나뉘며, 미터 절대단위계는 사용한ㄴ 기본 단위에 따라 MKS단위계와 cgs단위계로 나뉜다. 한편 공학에서는 뒤에 설명할 질량과 힘의 혼돈을 회피하고자 길이[L], 시간[T], 질량[M] 및 힘[F]를 기본차원으로 하는 공학단위계, 4단위계 또는 FMLT System이라고 하는 단위계를 사용하는 경우도 있다. 4단이계에서는 지구표면에서의 단위질량ㄹ 무게가 단위중량이 된다. 결국 힘과 질량의 표준 단위는 같은 기호를 가지며, 이를 구분하기 위하여 질량의 단위에는 m(mass의 약자)을, 힘의 단위에는 f(force의 약자) 또는 w(weight의 약자)라고 하는 아래 첨자를 붙여 사용하기도 한다. 그러나 이 책에서는 어느 단위계이든지 간에 질량을 나타낼 때는 단위에 하첨자 m을 분이지 않을 것이다. 왜나하면 단위환산에서 SI 단위를 기준으로 하면 힘과 질량의 혼란이 없어질 것이기 때문이다. <표1.1>은 기본 차원과 단위에 기준한 단위계를 정리하고, 그에 따른 대표 유도 단위를 나타낸 것이다. <표1.1>에서 영국단위계는 영국과 미국에서 주로 사용되고 있으며, 영국에서는 영국단위계(British Unit System), 미국에서는 미국통상단위계(U.S Unit System)라고한다.또 영국 중력단위계는 British Gravitational System으로 BG 단위계, 영국 공학단위계(4단위계)는 English Engineering System으로 EE 단위계라고도 한다.

표1.1 기본차원과 단위에 기준한 단위계의 구분

기본단위 중심	기본차원 중심	기본단위	대표 유도단위
미터단위계	절대단위계 [M],[L], [T]	kg, m , s g, cm,s	[F]=kg·m/s^2 =N [F]=g·cm/s^2=dyne
	중력단위계 [F],[L],[T]	kgf, m, s	[M]=kgf·s^2/m
	공학 또는 4단위계 [F], [M], [L], [T]	kgf, kg, m, s
영국단위계	절대단위계 [M],[L], [T]	lb, ft, s	[F]=ft·lb/s^2=pdl
	중력단위계 [F],[L],[T]	lbf, ft, s	[M]=lbf·s^2/ft=slug
	공학 또는 4단위계 [F], [M], [L], [T]	lbf, lb, ft, s