엔지니어가 알려주는 현장에서 무조건 써먹는 기본 지식 2탄
오늘은 설계자가 갖추어야 할 기본 지식_2탄에 대하여 소개하려고 합니다. 설계자에게 작업 현장은 언제나 전쟁터와 같다. 설계자가 다른 직무보다 힘든 이유는 100를 설계한다 하더라도 1개만 어긋나도 처음부터 다시 시작하거나 설계 오류가 되는 것이다. 또한, 설계자가 내린 도면으로 제품을 만들기 위해 가공이 시작되고 완성품이 나오기까지 많은 시간이 소요되기 때문에 작은 실수조차 허용되지 않는다.
가령 예를 들자면 대한민국 작업 현장에서는 길이 단위는 밀리미터(mm)를 사용하고, 면적은 제곱미터(㎡), 온도는 섭씨온도(℃)를 사용한다. 대학교나 대학에서 자주 봤다고 생각하지만 막상 현장에 나가서 직장 선배들이랑 이야기할 때는 학교에서 배운 내용과 일맥상통하지 않을 수가 있게 때문이다. 그래서 오늘은 현장에서 가장 많이 쓰이는 기본 단위, 단위 변환, 그 뜻에 대해서 소개하려고 한다.
세계 표준 SI 기본 단위
개발자자들이 향후 신제품을 개발하려고 하려고 하는데, 길이나, 무게, 시간 등등 특정 물리 단위를 다른 여러 사람의 똑같이 표준화된 결과치를 도출해야 한다. 그러기 위해서 상호 간에 물리 단위를 정의한 것이 국제단위계이며, 대한민국은 SI 단위를 국가 표준 단위로 채택하고 사용하고 있다.
- 길이, 길이의 측정 단위는 미터라고 하며, 단위 기호는 m이다.
- 질량, 질량의 측정 단위는 킬로그램이라 하며, 단위 기호는 kg이다.
- 시간, 시간의 측정 단위는 초라하며, 단위 기호는 s이다.
- 전류, 전류의 측정 단위는 암페어라 하며, 단위 기호는 A이다.
- 열역학 온도, 온도의 측정 단위는 켈빈이라 하며, 단위 기호는 K이다.
- 몰 질량, 몰 질량의 측정 단위는 몰이라 하며, 단위 기호는 mol이라 한다.
- 광도, 광도의 측정 단위는 칸델라 하며, 단위 기호는 cd라고 한다.
* 열역학 온도, 측정 단위가 켈빈인 온도는 절대온도이며, SI 단위를 사용한다.
* 섭씨온도(℃) 0℃ = 절대온도(K) 273.15K이다.
* 화씨온도(℉) 0℉ = 절대온도(K) 255.37K이다.
* 섭씨온도(℃) 0℃ = 화씨온도(℉) 32℉이다.
* 대한민국은 섭씨온도를 사용하고, 미국은 현재 화씨온도를 사용하고 있다.
* 몰 질량은 원자 또는 분자의 질량을 말한다. kg/mol 혹은 g/mol을 사용한다.
* 광도란 발광체에서 방사하는 빛의 세기를 말한다.
설계에 필요한 주요 SI 단위
- 면적, 면적의 단위 기호는 ㎡이다. 면적이란 평면의 크기를 나타내는 양이다. 가로 x 세로로 표현한다.
- 체적, 체적의 단위 기호는 ㎥이다. 체적(부피)이란 가로 x 세로 x 높이에 해당하는 만큼의 크기를 표현한다.
- 속도, 속도의 단위 기호는 ㎧이다. 속도란 단위 시간 동안에 이동한 거리이며, 측정한 물체의 빠르기를 나타낸다.
- 가속도, 가속도의 단위 기호는 ㎨이다. 가속도란 속도가 단위 시간 동안 변화할 때 변화의 비율을 가속도라 한다. 즉, 단위시간당 속도의 변화율이다. 속도가 얼마나 빨랐는지 느렸는지에 대한 벡터 량이다.
- 진동수, 진동수 혹은 주파수의 단위 기호는 Hz이다. 진동수란 올라갔다 내려갔다 하는 진동 운동에서 반복적으로 지속하는 물체가 왕복운동을 할 때 왕복 운동을 한 횟수를 말한다.
- 밀도, 밀도의 단위 기호는 kg/㎥이다. 밀도란 단위 기호에서 알 수 있듯이, 일정한 부피에 어떤 물질이 빽빽이 들어 있는 정도이다.
- 운동량 운동량의 단위 기호는 kg · ㎧이다. 운동량이란 질량과 속도의 곱으로 나타낸다. 즉, 운동이 얼마만큼의 힘으로 발생하는지를 나타내는 물리 단위이다. 소형 자동차와 대형 자동차가 같은 속도로 달리다가 충돌한다 하면 대형 자동차가 질량이 크므로 운동량이 더 크다. 그러므로 피해는 소형 자동차가 입는다.
- 힘, 힘의 단위 기호는 N이다. 힘이란 물리의 기본적인 단위이며, 물체의 모양을 변형 시키거나 물체의 속도, 방향을 변형 시키는 물리 단위이다.
- 압력, 압력의 단위 기호는 Pa이다. 압력이란 단위 면적당 수직으로 가해지는 힘이다. 면적이 좁을수록 더 큰 압력이 가해진다. 나사 혹은 못이 그 예이다.
- 응력, 응력의 단위 기호는 N/㎡이다. 응력이란 어떤 물체에 외력이 가해질 때 저항하는 힘의 크기이다. 즉 저항력이다.
다음 편에서는 모멘트에 관해서 설명하려고 한다.
다음 편도 많은 관심과 지지를 부탁드립니다.
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