기본량은 다른 양으로 정의하지 않고 측정의 기준으로 삼는 물리량입니다. 국제단위계(SI)는 길이·질량·시간·전류·온도·물질량·광도 7개를 기본량으로 정하고, 속력·힘·에너지 같은 나머지는 모두 이 7개를 조합한 유도량으로 나타냅니다. 이 글은 왜 7개인지, 유도량이 어떻게 만들어지는지, 단위 환산을 어떻게 하는지를 통합과학 수준에서 정리합니다. '과학의 기초'를 배우는 고1에게 맞습니다.
기본량이란?
측정은 '무엇을 기준으로 몇 배인가'를 세는 일입니다. 그 기준이 되는 양이 기본량이고, 기본량마다 약속된 단위가 기본단위입니다.
기본량은 서로를 정의하지 않는 독립된 출발점이다. 이 7개만 정해 두면 나머지 물리량은 모두 이들의 조합으로 만들 수 있다.
| 기본량 | 기본단위 | 기호 |
|---|---|---|
| 길이 | 미터 | m |
| 질량 | 킬로그램 | kg |
| 시간 | 초 | s |
| 전류 | 암페어 | A |
| 온도 | 켈빈 | K |
| 물질량 | 몰 | mol |
| 광도 | 칸델라 | cd |
유도량은 어떻게 만들어지나?
유도량은 기본량을 곱하고 나눠 정의합니다. 단위도 기본단위를 그대로 조합해 씁니다.
| 유도량 | 정의 | 단위 |
|---|---|---|
| 넓이 | 길이×길이 | m² |
| 속력 | 길이÷시간 | m/s |
| 가속도 | 속력÷시간 | m/s² |
| 힘 | 질량×가속도 | kg·m/s² = N |
| 에너지 | 힘×거리 | kg·m²/s² = J |
힘의 단위 뉴턴(N)이 사실은 kg·m/s²라는 점이 핵심입니다. 새 단위 이름이 붙어 있어도 뿌리는 기본단위의 조합이라는 걸 알면, 공식을 외우지 않아도 단위로 관계를 되짚을 수 있습니다.
단위 환산은 어떻게 하나?
바꿀 값을 분수로 세워 곱하면 원하는 단위만 남습니다.
[예] 72 km/h를 m/s로 바꾸기.
- 1 km = 1000 m, 1 h = 3600 s
- 72 km/h × (1000 m / 1 km) × (1 h / 3600 s)
- = 72 × 1000 ÷ 3600 = 20 m/s
검산: 20 m/s × 3600 s = 72000 m = 72 km. 1시간에 72 km를 가므로 맞습니다.
어디서 자주 막히나 — 개념 점검
| 막히는 지점 | 원인 | 교정 |
|---|---|---|
| 무게와 질량을 같은 말로 씀 | 힘(N)과 질량(kg) 혼동 | 질량은 기본량(kg), 무게는 힘(N=질량×중력가속도) |
| km/h를 3.6으로 곱해야 할지 나눠야 할지 헷갈림 | 방향 미확인 | m/s로 줄일 때는 ÷3.6, km/h로 키울 때는 ×3.6 |
| 단위 없이 숫자만 적음 | 단위=정보 인식 부족 | 측정값은 숫자+단위가 한 세트 |
흔한 오해 3가지
- "기본량은 7개보다 더 많다" — 온도·물질량 같은 걸 빼먹기 쉽지만 SI 기본량은 정확히 7개입니다. 나머지는 전부 유도량입니다.
- "단위는 계산 뒤에 붙이면 된다" — 아닙니다. 단위를 식에 함께 넣고 계산하면 단위가 저절로 답의 단위로 맞아떨어져 실수를 걸러 줍니다(차원 검사).
- "큰 수는 kg, 작은 수는 g" — 단위는 크기가 아니라 약속입니다. 값이 크든 작든 계산에서는 하나의 단위로 통일해 씁니다.
한 줄로 남기는 핵심
물리량을 다룰 때 첫 질문은 "이건 기본량인가, 조합된 유도량인가"입니다. 7개 기본량만 확실히 붙잡으면 힘·에너지·전기량이 어떻게 만들어지는지가 단위 안에 이미 적혀 있습니다.
측정값은 숫자와 단위가 한 세트다 — 단위를 식에 넣고 계산하면 단위가 답을 검산해 준다.
기본량으로 세운 유도량은 이후 모든 물리 계산의 언어가 됩니다 — 힘과 시간을 곱해 만든 운동량과 충격량, 질량이 에너지로 바뀌는 핵융합과 에너지에서 이 단위들이 그대로 등장합니다. TimeLevelUp은 통합과학의 '측정 → 물리량 → 계산'이 끊기지 않도록 기초 단원의 이해도를 먼저 확인하고 다음 단원으로 넘기는 학습 순서를 설계합니다.