GB 3102.3-1993 力学的量和单位

中华人民共和国国家标准 3102.3一 93 ? ?? 力 学 的 量 和 单 位 GB 3102.3 86 Quantities and units-Mechanics 引言 本标准等效采用国际标准ISO 31-3:1992《量和单位 第三部分:力学》。 本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一，这一系列国家标准是: GB 3100 国际单位制及其应用; GB 3101有关量、单位和符号的一般原则; GB 3102. 1 空间和时间的量和单位; GB 3102. 2周期及其有关现象的量和单位; GB 3102. 3 力学的量和单位; GB 3102. 4 热学的量和单位; GB 3102. 5 电学和磁学的量和单位; GB 3102. 6 光及有关电磁辐射的量和单位; GB 3102. 7 声学的量和单位; GB 3102. 8 物理化学和分子物理学的量和单位; GB 3102. 9原子物理学和核物理学的量和单位; GB 3102. 10 核反应和电离辐射的量和单位; GB 3102. 11物理科学和技术中使用的数学符号; GB 3102.12 特征数; GB 3102.13 固体物理学的量和单位。 上述国家标准贯彻了《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国标准化法》、国务院于1984年 2月27日公布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》和《中华人民共和国法定计量单位》。 本标准的主要内容以格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页，而将其单位列于对应的 右面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。 墩的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号，并在大多数情况下给出了量的定义，但这些定 义只用于识别，并非都是完全的。 某些量的矢量特性，特别是当定义需要时，已予指明，但并不企图使其完整或一致。 在大多数情况下，每个量只给出一个名称和一个符号。当一个量给出两个或两个以上的名称或符 号，而未加以区别时，则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母(例如:,9.0,4',16. 9.8)存在时，只给出 其中之一，但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给予不同的意义。在括号中的符号为 “备用符号”，供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。 fit的相应单位连同其国际符号和定义一起列出。 单位按下述方式编排: 一般只给出SI单位。应使用SI单位及其用SI词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数 国家技术监督局1993一12一27批准 1994一07一01实施 GB 3102. 3-93 单位末明确地给出。 可与SI的单位并用的和属于国家法定计量单位的非Si的单位列于Si单位之下，并用虚线与相应 的Si单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定计 量单位列于附录(参考件)中，这些参考件不是标准的组成部分。 关于量纲一的量的单位说明: 任何量纲一的量的一贯单位都是数字一((1)。在表示这种量的值时，单位1一般并不明确写出。词 头不应加在数字1上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用10的乘方代替 例: 折射率 。二1.53X1=1.53 雷诺数 Re=1. 32 X 10' 考虑到一般是将平面角表示为两长度之比，将立体角表示为面积与长度的平方之比，国际计量委员 会(CIPM)在198。年规定，在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位;这就意味着将平面角和 立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量，在导出单位的表示式中可以使用 单位弧度和球面度。 数值表示: “定义”栏中的所有数值都是准确的。 在“换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的，则在数值后用括号加注“准确值”字样。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了力学的量和单位的名称与符号;在适当时，给出了换算因数。 本标准适用于所有科学技术领域。 2 名称和符号 Gs 3102. 3-93 量:3-1一3-5 项 号 量 的 名 称 符 号 定 义 备 注 3-1 黑 m 质量是基本量之一参阅3-9. 2的备注 3-2 体积质量 volumic mass, 〔质量〕密度 mass density, density P 质量除以体积 3-3 相对体积质量 relative volumic m ass , 相对[质量〕密度 relative mass density, relative density d 物质的密度与参考物质的密度 在对两种物质所规定的条件下的 比 3-4 质量体积 massic volume, 比体积 specific volume v 体积除以质量 3-5 线质量 lineic mass, 线密度 linear density P, 质量除以长度 Gs 3102. 3-93 单位:3-1. a一3-5. b ? 单 位 名 称 符 号 定 义 换算因数和备注 千克(公斤) kilogram 千克为质量单位，它 等于国际千克原器的质 量 质量单位的十进倍数单位和分 数单位是由在“克”字前加词头构 成(CIPM,1967) o 1g二10-' kg t 1 t= 1 000 中也称为米制吨( ton) m etric 千克每立方米 kilogram per cubic metre kg/m' 3-2. b 吨每立方米 tonne per cubic nletre t/m' 1 t/m'=10' kg/m，二1 g/cm' 3-2. c 千克每升 kilogram per litre kg/L 1 kg/L二10' kg/m'二1 g/cm' 3-3. a 1 参阅引言 one 3-4. a 立方米每千克 cubic metre per kilogram m'/kg 3-5. a 千克每米 kilogram kg/m m etre per 3-5. b 特〔克斯〕 tex tex 用于纤维纺织业。 I tex=10-` kg/m=1 g/km ? GB 3102. 3-93 缺:3-6一3-9. 2 项 号 量 的 名 称 符 号 定 义 备 注 3-6 面质童 areic m ass, 面密度 surface density PA I(PS) 质量除以面积 3-7 转动惯量，(惯性 矩) moment of in ertia J, U) 物体对于一个轴的转动惯量， 是它的各质量元与它们到该轴的 距离的二次方之积的总和(积分) 此量不同于3-20. 1 和3-20. 2的量 3-8 动量 m omentum P 质量与速度之积 3-9. 1 3-9. 2 力 force 重量 weight F W ,(P ,G) 作用于物体上的合力等于物体 动量的变化率 物体在特定参考系中的重量为 使该物体在此参考系中获得其加 速度等于当地自由落体加速度时 的力 当此参考系为地球 时，此量常称为物体所 在地的重力。值得注意 的是，重量不仅与物体 所在地的引力的合力有 关，而且与由于地球自 转引起的当地离心力有 关。由于浮力的作用被 排除，因此，所定义的重 量是真空中的重量。(参 看1901年第三届国际 计量大会会报第70 页)。 “重量”一词按照习惯 仍可用于表示质量;但 是，不赞成这种习惯 Gs 3102.3-93 单位:3-6. a-3-9 项 ‘; 单位 名 称 符 号 换算因数和备注 3-6 千克每一平方米 kilogram per square metre kg/mz 3-7 千克二次方米 kg·mZ kilogram squared m etre 千克米每秒 kilogram metre per second kR·m/s 牛「顿」 new ton 1 N=1 kg·m/sz 加在质量为1 kg的物体上使 之产生1 m/s，加速度的力为1N ?? ? G6 3102. 3-93 量:3-10一3-15.3 项 号 量 的 名称 符 号 定 义 备 注 3-10 冲fit impulse I ，一丁二dt 在仁t, 't,〕时间内，I=p(t2)一p(t,) 式中P为动量 3-11 动量矩 moment of 们iomentum , 角动量 angular m om entum I. 质点对一点的动量 矩，等于从该点到质点 的矢径与该点的动量的 矢量积 L=rXp 3-12. 1 3-12.2 3-12.3 力矩 moment of force 力偶矩 moment of a couple 转矩 torque M M M ,T 力对一点之矩，等于 从该点到力作用线上任 一点的径矢与该力的矢 量积 M =rX F 两个大小相等，方向 相反，且不在同一直线 上的力，其力矩之和 力偶矩的推广 在弹性力学中，M用于表示弯 矩，T用于表示扭矩或转矩 3-13 角冲量 angular impulse H H一{M dt 在仁t?ti」时间内，H=L (tz) -L (t) 式中L为角动量 3-14 引力常量 gravitational constant G, (f) 两个质点之间的引力 是 F=Gm,mi/r' 式中r为两质点间的距 离，m?m:为两质点的 质量 G= (6. 672 59士0. 000 85) X 10-" N·m'/kg2 [CODATA Bulletin 63(1986)] 3-15.1 3-15.2 3-15.3 压力，压强 pressure 正应力 normal stress 切应力 shear stress P 口 r 力除以面积 符号户。用于表压，其定义为 P-P.mn，表压的正或负取决于P 大于或小于环境压力(ambient pressure) P.mn GB 3102. 3-93 单位:3-10.a-3-15. a 项 号 单位 名 称 符 号 换算因数和备注 3-10.a 牛[顿〕秒 newton second N .5 3-11.a 干克二次方米每 秒 kilogram metre squared per second kg·m'/s 3-12. a 牛〔顿〕米 new ton m etre 该单位的符号书写时不应与毫 牛顿的符号mN相混淆 3-13. a{牛[顿〕米秒 . 们1 . 只 new ton m etre second 3-14.a 牛[顿」二次方米 每二次方千克 newton m etre squared per kilogram squared N "m'/kg' 3-15. a 帕[斯卡二 Pascal 1 Pa=1 N/m' 巴(bar)， 1 bar= 100 kPa(准确值) GB 3102. 3-93 址:3-16. 1一3-18. 3 项 号 量 的 名 称 符 号 定 义 3-16. 1 e='2l/la 式中l。是指定参考状态下的长 度，w是长度增量 3-16.2 线应变，(相对变 形) linear strain, (relative elongation) 切应变 shear strain Y=八r/d 式中△x是厚度为d的薄层上表 面对下表面的平行位移 3-16. 3一I*h}volume strain }(bulk strain) B=OV/Vo 式中V。是指定参考状态下的体 积，△V是体积增量 3-17 泊松比 Poisson 泊松数 Poi-on 产,v 横向收缩量除以伸长量 ratio 由泊松所定义的量曾 是其倒数: 二一1//, number 3-18. 1 弹性模量 modulus of elasticity E=a/e E也称为杨氏模量 (Young modulus) 3-18.2 切变模量 shear modulus 刚量模量 modulus of rigidity G=r/Y G也称为库仑模量 (Coulomb modulus) 3-18.3 体积模量 bulk modulus 压缩模量 modulus of com pression K=一p/B 定义中的应变:,Y和 B是与附加应力。，:和 附加压力0相对应的 Gs 3102. 3-93 单位:3-16. a^-3-18 项 号 单 位 名 称 符 号 换算因数和备注 参阅引言 3-17. a 参阅引言 3-18. a一:olgf-i}jascal 1 Pa=l N/m' GB 3102. 3-93 量:3-19^ 3-23 项 号 量 的 名 称 符 号 定 义 备 注 3-19 〔体积口压缩率 compressibility, bulk compressibility K 1 dV ‘一V‘dp 参阅GB 3102. 4中 的4-5.1 3-20.1 3-20.2 截面二次矩 second moment of area , 截面二次轴矩， (惯性矩) second axial moment of area 截面二次极矩， (极惯性矩) second polar moment of area I?(I) I, 一截面对在该平面内一轴的二 次矩是其面积元与它们到该轴距 离的二次方之积的总和(积分) 一截面对在该平面内一点的二 次极矩是其面积元与它们到该点 距离的二次方之积的总和(积分) 此量常被称为“惯性 矩”，应与3-7的量相区 别 3-21 截面系数 section modulus W ,Z 一截面对在该平面内一轴的截 面系数是其截面的二次矩除该截 面距轴最远点的距离 3-22. 1 3-22. 2 动摩擦因数 dynamic friction factor 静摩擦因数 static friction factor 产，(f) 14?人) 滑动物体的摩擦力与法向力之 比 静止物体的摩擦力与法向力的 最大比值 该量也称为摩擦系数 (coefficient of friction) 3-23 〔动力〕粘度 viscosity, dynamic viscosity) p, (P) dv ‘牛，dz 式中‘二是以垂直于切变平面的 速度梯度dv/dz移动的液体中的 切应力 本定义适用于v=。 的层流 Gs 3102.3-93 单位:3-19. a-3-23. a 项 号 单 位 名 称 符 号 定 义 换算因数和备注 3-19. a 每帕[斯卡〕 reciprocal pascal, 负一次方帕〔斯 卡〕 pascal to the power minus one Pa一1 1 Pa一‘=1 m'/N 3-20. a 四次方米 metre to the fourth power m' 3-21. a 三次方米 metre cubed m3 3-22. a one 1 参阅引言 3-23. a 帕[斯卡」秒 pascal second Pa·s 95 Gs 3102. 3-93 址:3-24一3-30 项 号 fit的 名 称 符 号 定 义 备 注 3一24 运动粘度 kinematic vIscoslty v v=7/P 式中P为密度 3-25 表面张力 surface tension Y,o 与表面内一个线单元垂直的力 除以该线单元的长度 3-26. 1 3-26. 2 3一26，3 3-26. 4 能〔量」 energy 功 work 势能，位能 potential energy 动能 kinetic energy E W , (A) Ep,(V) Ek,(T) 所有各种形式的能 、一!二·dr :，一丁F·dr 式中F为保守力 Ek一告mv, 3-27 北wer P 能的输送速率 3-28 效率 efficiency 7 输出功率与输入功率之比 3-29 质量流量 mass flow rate q- 质量穿过一个面的速率 3-30 体积流量 volume flow rate qv 体积穿过一个面的速率 GB 3102. 3-93 单位:3-24.a-3-30. a 项 号 单 位 名 称 符 号 定 义 换算因数和备注 3-24. a 二次方米每秒 metre squared per second mz/s 3-25.a 牛L顿〕每米 newton per m etre N/m 1 N/m=1 J/m' 3一26.a 焦仁耳口 joule J 1 J=1 N·m= 1W ·s 1J是1N的力在沿着力的方 向上移过lm距离所做的功 3-27. a 瓦[特〕 、Vatt W 1 W=1 J/s 3-28. a One 1 参阅引言 3-29.a 千克每秒 kilogram per second kg/s 3-30. a 立方米睡秒 cubic metre per second m'/s GB 3102. 3-93 附 录 A 具有专门名称的厘米克秒制单位 (参考件) 量的项号 量 的 名 称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注 3-9.1 )1force 3-9. A. a 达因dyne: dyn 1 dyn是当加在质量为Ig物体上， 使之产生1 cm/s，的加速度的力。 1 dyn=10-s N(准确值) 3-23 仁动力〕粘度 dynamic viscosity 3-23. A. a 泊 poise P 1P是流体在1 dyn/cm，切应力下， 在垂直于切变平面的方向上具有 1 (cm/s)/cm的速度梯度时的粘度。 I P=1 dyn·s/cm'= 1 g·cm-,·s-‘一0. 1 Pa一(准确 值) 3-24 运动粘度 kinematic viscosity 3-24. A. a 斯〔托克斯〕 stokes; St 1 St是动力粘度 1 P而密度为 1 g/cm'的流体的运动粘度。 1 St =10-" mz/s(准确值) 3-26.1 能「量〕 energy 3-26. A. a 尔格 erg: erg I erg是当1 dyn的力在其作用方 向上移过1 cm的距离时所做的功。 1 erg= 1 dyn " cm =10- J(准确 值) GB 3102. 3-93 附 录 B 以英尺、磅和秒为基础的单位以及一些其他单位 (参考件) 不赞成使用这些单位。 量的项号 量 的名 称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注 3-1 质量 m ass 3-1. B. a 3-1. B. b 3-1. B. c 3-1. B. d 3-1. B. e 3-1. B. f 磅 pound; lb 格令 gram gr 盎司 ounce; 0Z 英担 hundredweight: cw t 英吨 ton 脱来盎司或金衡盎 司 troy ounce or apothecaries ounce 1 lb=0. 453 592 37 kg(准确值) 1 gr=赢 lb一64. 798”‘mg OR 确值) 1 oz=鑫lb一437. 5 gr(准确值)- 28. 349 52 g 1 cwt(英国)=1长担(美国)= 112 lb(准确值)=50. 802 35 kg 1 cwt(美国)=100 l b(准确值)= 45. 359 237 kg(准确值) 1英吨(英国)=1长吨(美国)= 2 240 lb(准确值)二1 016. 047 kg二 1. 016 047 t 1英吨(美国)=2 000 lb= 907-184 7 kg=0. 907 184 7 t 1脱来盎司=480 gr(准确值)= 31.1034768g(准确值) 3-2 体积质量 volumic mass, 〔质量〕密度 mass density, density 3-2. B. a 磅每立方英尺 pound per cubic foot; lb/ft' 1 lb/ft'=16. 018 46 kg/m' GB3102.3一93 」迁的项号 量 的 名 称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注 39.1 念cc 3一9.B.a 磅力pound一force lbf llbf=444s222N(以标准值9。= 9·80665rn/52为基准) 本单位应与其有 llb质量的物体 的本地重量区分开 3一12.1 力矩 mornentofforce 3一12.B.a 英尺磅力 footpound一force: ft·lbf lft·lbf=1.355818N·m 3一15.1 压力 Pressure 3一15.B.a 磅力每平方英寸 Pound一forceper squareinch: lbf/inZ llbf八nZ一6894.757Pa 3一20.1 3一2().2 截面二次矩 second moment ofarea 截面二次极矩 secondPolar momentofarea 3一20.B.a 四次方英寸 inchtothefourth POWer: in4 lin‘=41.62314XIO8m4 3一21 截面系数 secttonmodulus 3一21.B a 三次方英寸 inchcubed: in3 lin3=16387064xlo一6mJ(准确 值) 3一24 运动粘度 klnematlc vlscoslty 3一24、B，a 二次方英尺每秒 footsquared per second: ft艺/5 lft名/5二0.09290304n飞Zjs 3一26.1 能[量习 energy 3一26B a 英尺磅力 footPound一force: ft·lbf lft·lbf=1.355818) 3一27 柔?er 3一27.B.a 英尺磅力每秒footpound一force Persecond: ft·lbf/5 lft·lbf/5=1，355818W 1马力(hp)=55oft·lbf/5(准确 值)=7456999W 1〔〕〔) GB 3102. 3-93 附 录 C 供变考的其他单位，特别是关于换算因数 (参考件) 不赞成使用这些单位。 一_..__ 显的 名称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注鱿的till号 3-1 1A btmass 3-1. C. a 「米制口克拉m etric carat 1米制克拉二200 mg(准确值) 3-9.1 tforce 3-9. C. a 千克力kilogram-force kgf 1 kgf=9. 806 65 N(准确值) 符号kgf(千克力)和kp(千磅)都使 用。本单位应与具有1 kg质量的物体 的当地重量区分开。 9. 806 65 m/s2是标准自由落体加 速度(1901年第3届国际计量大会) 3-12.1 力矩 moment of force 3-12. C. a 千克力米 kilogram-force metre; kgf·m 1 kgf·m=9.806 65 N·m(准确值) 3-15.1 压力，压强 pressure 3-15. C. a 3-15. C. b 3-15. C. c 3-15. C. d 标准大气压 standard atmosphere: atm 千克力每平方米 kilogram-force per square metre; kgf/m' 托 torr; Torr 工程大气压 technical atmosphere;at 1 atm=101 325 Pa(准确值) 1 kgf/m'=9.806 65 Pa(准确值) 1 Torr=湍atm(准确值)- 133. 322 4 Pa 1 at =1 kgf/cm'二 0.967 841 atm = 98 066.5 Pa(准确 值) GB 3102. 3-93 量的项号 量 的 名 称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注 3-15. 1 压力，压强 pressure 3-15. C. e 3-15. C. f 约定毫米水柱 conventional millimetre of water: mmHiO 约定毫米汞柱 conventional millimetre of mercury mmHg 1 mmH,0-10-' at-9.806 65 Pa (准确值) 1 mmHg=13.595 1 mmH,O= 133-322 4 Pa 3-26.1 能〔量〕 energy 3-26. C. a 千克力米 kilogram-force metre kgf.m 1 kgf·m=9.806 65)(准确值) 3-27 功率 Puwer 3-27. C. a 3-27. C. b 千克力米每秒 kilogram-force metre per second: kgf·m/s 〔米制〕马力 metric horsepower 1 kgf·m/s=9.806 65 W(准确值) 1米制马力=75 kgf " m/s(准确 值)=735-498 75 W(准确值) 附加说明: 本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。 本标准由全国量和单位标准化技术委员会第一分委员会负责起草。 本标准主要起草人王家石。 GB 3100-93 国际单位制及其应用 GB 3101-93 有关量、单位和符号的一般原则 引言 1 主题内容与适用范围 2 量和单位 2.1 物理量、单位和数值 2.2 量和方程 2.2.1 量的数学运算 2.2.2 量方程式和数值方程式 2.2.3 经验常量或常数 2.2.4 量方程式中的数字因数 2.2.5 量制和量的方程式：基本量和导出量 2.2.6 量的量纲 2.3 单位 2.3.1 一贯单位制 2.3.2 SI单位及其十进倍数和分数单位 2.3.2.1 基本单位 2.3.2.2 包括辅助单位在内的导出单位 2.3.2.3 SI词头 2.3.3 单位一 2.3.4 其他单位制和杂类单位 3 关于符号和数字印刷方面的规定 3.1 量的符号 3.1.1 符号 3.1.2 下标印刷方面的规则 3.1.3 量的符号组合：量的基本运算 3.2 单位的名称和符号 3.2.1 单位的符号 3.2.2 单位的符号组合 3.2.3 SI词头的印刷和使用 3.3 数 3.3.1 数的印刷 3.3.2 小数记号 3.3.3 数的相乘 3.4 量的表示法 3.5 化学元素和核素的符号 3.6 数学记号和符号 3.7 希腊字母（正体与斜体） 附录 附录A 物理量名称中所用术语的规则 A0 引言 A1 系数（coefficients），因数或因子（factors） A2 参数或参量（parameters），数（numbers），比或比率（ratios） A3 级（levels） A4 常量或常数（constants） A5 常用术语 A5.1 “质量（massic）”或“比（specific）” A5.2 “体积（volumic）”或“密度（density）” A5.3 “线（lineic）”或“线密度（linear…density）” A5.4 “面积（areic）”或“面密度（surface…density）” A5.5 “摩尔（molar）” A5.6 “浓度（concentration）” 附录B 数的修约规则 B0 总则 B1 含义 B2 容易确定的修约方式 B3 正好是修约区间的1/2的情况 B4 一次修约 B5 特殊的情况 B6 修约区间的指明 附录C 有关量和单位国际组织 C1 国际计量局——国际计量大会——国际计量委员会 C2 国际法制计觉组织——国际法制计量局——国际法制计量委员会 C3 国际标准化组织——国际标准化组织第12技术委员会 C4 国际电工委员会——国际电工委员会第25技术委员会 C5 国际纯粹与应用物理联合会——符号、单位和名词 C6 国际纯粹与应用化学联合会——名词和符号综合委员会 附加说明 GB 3102.10-93 核反应和电离辐射的量和单位 GB 3102.1-93 空间和时间的量和单位 GB 3102.2-93 周期及其有关现象的量和单位 GB 3102.3-93 力学的量和单位 GB 3102.4-93 热学的量和单位 GB 3102.5-93 电学和磁学的量和单位 GB 3102.6-93 光及有关电磁敷设的量和单位 GB 3102.7-93 声学的量和单位 GB 3102.8-93 物理化学和分子物理学的量和单位 GB 3102.9-93 原子物理学和核物理学的量和单位 GB 3102.11-93 物理科学和技术中使用的数学符号 GB 3102.12-93 特征数 GB 3102.13-93 固体物理学的量和单位