単位を徹底攻略!算数・数学で単位が重要な理由
始めに
算数が得意な子の特徴をいろいろ考えてみると、そのひとつに「単位に注目している」ということが挙げられます。単位に注目するという考え方は中学・高校、もっと言えば大学以降でも(大人になってからも)使うことができる真理だなあと感じます。
私も似たような経験があって、大学で電磁気学を履修したときに、担当のおじいちゃん教授から「電磁気の公式はとにかく単位に注目して考えるんだぞ!」と口酸っぱく言われたものです(もう退官されたと思うんですけど、お元気かなあ)。
そこで算数が得意になる単位の考え方を2つ今回はお話しします!
単位は元の公式を写す鏡である
まず最初に、単位を見ただけで実は元の公式がわかることがよくあります。
その最たる例が算数の苦手範囲・速さです。 例えば東京から箱根までの約100kmを2時間で走る車の速さを出してください。 「速さ=道のり÷時間」で求められるので、この速さは
100km ÷ 2時間 = 50km/時(時速50km、50km毎時、50km/h)
*h ...... 時間(hour の略)
となりますよね。
ここで速さの単位だけに注目してみると「km/h」となってて、km(キロメートル)とh(時間)の間に「/(スラッシュ)」が入っているのがわかると思います。 このスラッシュは分数の分母と分子の間の線と同じ意味で、A ÷ B = A/Bという意味になります(右側が分母という意味ですね)。
つまり、km/hという単位を見た瞬間に「km/h = km ÷ h」とわかりますよね。 他のふたつの公式についても同じことが言えるので、表でまとめます。
| 速さの3公式 | 単位 | 備考 |
|---|---|---|
| 速さ=道のり÷時間 | km/h = km ÷ h | |
| 時間=道のり÷速さ | h = km ÷ km/h | 2 ÷ 2/3 = 2 × 3/2 = 3となるのと同じで、分子が割られる数と同じ場合は分母がそのまま残ります |
| 道のり=速さ×時間 | km = km/h × h | 2 × 3/2 = 3となるのと同じで、かける数とかけられる数の分母が約分で相殺されて分子だけが残ります |
単位は添字をつけて大きさを調整
kmという単位が「k(キロ)」と「m(メートル)」のふたつに分解されるように、ほとんどの単位は「大きさを示す添字+計測する量の種類」に分けることができます。
まず単位の種類からですが、例えば「秒」が示す量は時間、「m」が示す量は長さ、「g」が示す量は質量というように、単位を見たらその数字が何を示しているのかわかります。
ちなみに、世界には世の中のあらゆる量を測る基本の単位(これを国際単位系と言います)が7つ存在していて、先ほど挙げた「秒」「m」「g」(実際は「kg」)も実は国際単位系に含まれています。
他に小学生で習う単位で国際単位系に含まれているものは、電流を示す「A(アンペア)」や温度を示す「K(ケルビン)」が挙げられます(温度は日本だと「℃(摂氏◯度)」を使いますが、摂氏の温度に273を足すとKになります)。
では、kmの「k(キロ)」とはどういう意味なのでしょうか? これは1km = 1000mであることからわかるように、「k(キロ)=1000倍」という意味になります。 これは他の単位でも一緒で、1kg = 1000g, 1kL = 1000Lのようになります。 小学生で他に出てくるものだと以下のようなものがあります。
| m(ミリ) | c(センチ) | d(デシ) | h(ヘクト) | k(キロ) |
|---|---|---|---|---|
| ÷1000 | ÷100 | ÷10 | ×100 | ×1000 |
以上です、これだけ分かっていれば、公式を覚えたり単位を直したりするのが楽になるはずです。