Kerrannaisyksiköt ja yksikönmuunnokset

Kuva 1. Tölkin tiedoissa lukee, että hiivaa on käytetty 12 g/hl eli 12 g/100 litraa.
SI-järjestelmässä on annettu perusyksiköt. Esimerkiksi massan perusyksikkö on kilogramma.  Puhuttaessa hämähäkin painosta on kilogramma yksikkönä varmasti liioiteltu. Toisaalta laatikon mitat annetaan yleensä senttimetreinä mutta tilavuus litroina.[br][br][br]Yksiköiden etuliitteillä voidaan ilmaista sen suuruutta suhteessa perusyksikköön. Esimerkiksi[br][br]  [math]\large 1\text{ km} = 1\cdot 10^3\text{ m}=1000 \text{ m}\\[br]\Large 1\text{ cm}=1\cdot 10^{-2}\text{ m}=0.01\text{ m}[/math][br][br] [br]Kun tilavuus on laskettu pituusyksiköiden avulla mutta se halutaan ilmoittaa asiayhteyden vaatimana litroina, voidaan muunnoksessa hyödyntää tietoa[br][br]  [math]\large \textcolor{blue}{1\text{ l}=1\text{ dm}^3.}[/math] [br][br]Alla on lueteltu etuliitteet. Niistä kannattaa muistaa kaikkein yleisimmät eli mikrosta megaan.[br]
Yksikönmuunnoksia tehdessä kannattaa hyödyntää yllä olevan taulukon viimeistä saraketta. Tarkastellaan tilannetta, jossa 1 metri halutaan muuttaa senttimetreiksi. Kaikki varmasti tietävät, että tulos on 100 cm. Kun muutos halutaan tehdä potenssien avulla, niin [color=#0000ff]alkutilanteen potenssista vähennetään lopputilanteen potenssi[/color]. Tässä esimerkissä [math] 1\text{ m} = 10^\textcolor{blue}{0} \text{ m}[/math] ja [math] 1 \text{ cm} = 10^{\textcolor{purple}{-2}} \text{ m}[/math]. Tällöin[br][br]   [math] \large 1\text{ m}=1\cdot 10^{\textcolor{blue}{0}-(\textcolor{purple}{-2})}\text{ cm}=1\cdot 10^2\text{ cm}=100\text{ cm}.[/math] [br][br]Tämän helpon esimerkin ajatuksena on näyttää, kuinka helposti muunnokset voidaan tehdä hieman vaikeampien muunnostenkin tapauksessa. Alla on muutamia esimerkkejä myös pinta-aloihin ja tilavuuksiin liittyen. Pinta-alojen ja tilavuuksien kohdalla yksikkö muutetaan ensin haluttuun (metri senttimetreiksi) ja tulos korotetaan joko toiseen (pinta-ala) tai kolmanteen (tilavuus). Alkuperäinen kerroin pysyy samana koko muunnoksen ajan ja vasta lopussa mahdollisesti sievennetään.
Esimerkit 1:
[u]Pituudet:[/u][br][br][math]\Large 2.3\text{ cm}=2.3\cdot 10^{-2-0}\text{ m}=2.3\cdot 0.01 \text{ m}=0.023 \text{ m}\\[br]\Large 0.5\text{ km}=0.5\cdot 10^{3-(-1)}\text{ dm}=0.5\cdot 10^4 \text{ dm}=5000 \text{ dm}[/math][br][br][u]Pinta-ala:[/u][br][br][math]\Large 1\text{ m}^2=1\cdot (10^{0-(-2)}\text{ cm})^2=1\cdot (10^2)^2\text{ cm}^2=10^4\text{ cm}^2=10000\text{ cm}^2\\[br]\Large 0.01\text{ ha}=0.01\cdot (10^{2-0}\text{ m})^2=0.01\cdot 10^4 \text{ m}^2=1\cdot 10^2 \text{ m}^2=100\text{ m}^2\\[br]\Large 4.7\text{ dm}^2=4.7\cdot (10^{-1-(-2)}\text{ cm})^2=4.7\cdot 10^2 \text{ cm}^2=470\text{ cm}^2[/math][br][br][u]Tilavuus:[/u][br][br][math]\Large 1\text{ m}^3=1\cdot (10^{0-(-1)}\text{ dm})^3=1\cdot (10^1)^3\text{ dm}^3=10^3\text{ dm}^3=1000\text{ dm}^3=1000\text{ }\cal l\\[br]\Large 2\text{ }\cal l=2 \text{ dm}^3=2\cdot (10^{0-1}\text{ m})^3=2\cdot 10^{-3} \text{ m}^3=2\cdot 0.001\text{ m}^3=0.002\text{ m}^3\\[br]\Large 5.2\text{ dl}=5.2\cdot 10^{-1-(-3)}\text{ ml}=5.2\cdot 10^2 \text{ ml}=520\text{ ml}\\[br]\Large 3.1\text{ dl}=0.31 \text{ }\cal l=0.31 \text{ dm}^3=0.31\cdot 1000 \text{ cm}^3=310\text{ cm}^3[br][br][/math]
[color=#0000ff]Esimerkki 2[/color]. Tuulen nopeudeksi on säätiedotuksessa ilmoitettu 18 m/s. Mitä auton nopeutta kyseinen nopeus vastaa?[br][br]Auton nopeus annetaan yleensä km/h. Muutetaan annettu tuulen nopeus tähän yksikköön.[br][br]  [math]\large 18 \text{ m/s} = 18 \frac{10^{-3}\text{ km} }{\frac{1}{60\cdot 60}\text{ h}}=18\cdot \frac{3600}{10^3} \text{ km/h}\approx 64.8\, \text{km/h}.[/math][br][br][br][br][color=#0000ff]Esimerkki 3[/color]. Putkesta havaitaan tippuvan vettä nopeudella 60 litraa kahdessa tunnissa. Tarvittavissa laskuissa on kuitenkin käytettävä SI-järjestelmän mukaisia yhteensopivia yksiköitä, joten muutetaan tippumisnopeus muotoon m[sup]3[/sup]/s.   [br][br]  [math]\large \frac{60\text{ l}}{2\text{ h}}= \frac{60\text{ dm}^3}{2\cdot 60\cdot 60\text{ s}}=\frac{(10^{-1})^3\text{ m}^3}{2\cdot 60 \text{ s}}\approx 8.3\cdot 10^{-6}\text{ m}^3\text{/s}.[/math][br] [br][br]
Video 1:
Video 2:
Video 3:
Video 4:

Information: Kerrannaisyksiköt ja yksikönmuunnokset