หน่วยทางวิทยาศาสตร์
หน่วยที่นิยมใช้กันในสาขาวิศวกรรมยานยนต์ได้แก่หน่วยเอสไอ แต่ก็อาจมีหน่วยอื่นใช้ปะปนอยู่เหมือนกัน เช่น กำลังของเครื่องยนต์ ถ้าเป็นหน่วยเอสไอจะใช้หน่วยเป็น kW ส่วนหน่วยเอฟพีเอส (FPS) จะใช้หน่วยเป็น HP (กำลังม้า) ฯลฯ ดังนั้นเพื่อให้เป็นที่เข้าใจร่วมกันและทราบการแบ่งหน่วยทางวิทยาศาสตร์อย่างชัดเจน จึงจะขอกล่าวเกี่ยวกับหน่วยดังต่อไปนี้
หน่วยทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมี 3 ระบบ ได้แก่
1. หน่วยซีจีเอส (centimeter-gram-second system, CGS) เป็นหน่วยที่ใช้วัดความยาวเป็นเซนติเมตร มวลเป็นกรัม และเวลาเป็นวินาที ซึ่งเป็นหน่วยในมาตราเมตริก
2. หน่วยเอ็มเคเอส (meter-kilogram-second system, MKS) เป็นหน่วยที่ใช้วัดความยาวเป็นเมตร มวลเป็นกิโลกรัม และเวลาเป็นวินาที ซึ่งจะสังเกตได้ว่าเอ็มเคเอสเป็นหน่วยใหญ่ของหน่วยซีจีเอสนั่นเอง
3. หน่วยเอฟพีเอส (foot-pound-second system, FPS) เป็นหน่วยที่ใช้วัดความยาวเป็นฟุต มวลเป็นปอนด์ และเวลาเป็นวินาที ซึ่งเป็นหน่วยในมาตราอังกฤษ
ปัญหาที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนหน่วยกลับไปกลับมาจึงเกิดขึ้น ค่าคงที่ต่างๆ ของแต่ละระบบไม่เท่ากัน ทำให้เกิดการจำสับสนบ่อยๆ ดังนั้นในการประชุมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจึงได้หยิบยกปัญหาเรื่องหน่วยมาถกเถียงกันเพื่อหาลู่ทางให้ทุกชาติหันมาใช้หน่วยเดียวกันเป็นหน่วยสากล ผลของการประชุมได้ตกลงให้นำเอาหน่วย MKS มาปรับปรุงและแกไขให้เหมาะสม แล้วตั้งเป็นหน่วยใหม่ เรียกว่า หน่วยเอสไอ (SI unit) ชื่อหน่วยเอสไอนี้ย่อมาจากภาษาฝรั่งเศสว่า Systeme Interna¬tional d’Unités
หน่วยเอสไอ
หน่วยเอสไอประกอบด้วยหน่วยใหญ่ๆ 3 กลุ่ม คือ
1. หน่วยฐาน (base units) คือหน่วยที่ใช้วัดปริมาณมูลฐาน มีทั้งหมด 7 หน่วย คือ
2. หน่วยเสริม (supplementary units) คือหน่วยเพิ่มเติมเพื่อใช้เรียกปริมาณทางเรขาคณิต มี 2 หน่วย ได้แก่
3. หน่วยผสมหรือหน่วยอนุพัทธ์ (derived units) คือหน่วยที่เกิดจากการนำเอาหน่วยพื้นฐานมาผสมกันทางคณิตศาสตร์.เช่น คูณกัน หารกัน บางหน่วยก็ตั้งชื่อใหม่เพื่อสะดวกในการใช้
หน่วยผสมที่เปลี่ยนชื่อไปเพื่อความสะดวกในการใช้ ได้แก่
นอกจากหน่วยเอสไอ 3 กลุ่มที่กล่าวมาแล้ว ยังมีหน่วยอีกกลุ่มหนึ่งซึ่งตามข้อตกลงระหว่างชาติอนุโลมให้ใช้ควบคู่ไปกับหน่วยเอสไอได้เพื่อความสะดวกในบางกรณี โดยจะต้องพิจารณาเลือกใช้ให้เหมาะสมแก่กรณีเท่านั้น เช่น
เนื่องจากหน่วยแต่ละหน่วยไม่สามารถใช้วัดครอบคลุมขนาดของปริมาณต่างๆ ได้ทั้งหมด บางครั้งอาจละเอียดมาก บางครั้งมีขนาดใหญ่มาก ด้งนั้นจึงได้ตกลงกันให้มีคำนำหน้าหน้าหน่วย เพื่อแสดงปริมาณ เพื่อให้สามารถครอบคลุมปริมาณขนาดต่างๆ ได้แก่
เช่น มวล 1 kg = 10³ g = 1000 g
กำลังไฟฟ้า I MW = 10 ยกกำลัง 6 W = 1000000 W
ความยาว 1 mm = 10 -³m = 0.001 m
ข้อควรระวัง
สัญลักษณ์ที่ใช้แทนหน่วยต่างๆ ผู้ใช้จะต้องจำให้แม่น และการเขียนภาษาอังกฤษตัวพิมพ์ใหญ่ หรือพิมพ์เล็กจะต้องจำและแยกแยะให้ชัดเจน เพราะถ้าเขียนผิดไปจะทำให้ความหมายต่างกันไป ได้แก่
K = kelvin
k = kilo = 10³
N = newton
N = nano = 10-ยกกำลัง9
A = ampere
A = year
เช่น อุณหภูมิเป็นองศาเคลวินใช้ตัวพิมพ็ใหญ่คือ K
แต่คำนำหน้าเพื่อแสดงตัวคูณ 10³ จะใช้ k เป็นต้น