หน่วยที่ 1

หน่วยที่ 1
หน่วย

สาระสําคัญ
หน่วยท่ีนิยมใชก้ นั ทว่ั ไป มีอยู่หลายระบบข้ึนอยู่กบั ความนิยมของกลุ่มชนที่ใช้ แต่สาํ หรับ

ในประเทศอุตสาหกรรมที่มีความกา้ วหนา้ ทางวชิ าการสูงมกั นิยมใชก้ นั อยู่ 3 ระบบ คือ ระบบ CGS
ไดแ้ ก่ระบบที่วดั ความยาวเป็ นเซนติเมตร วดั มวลเป็ นกรัม และวดั เวลาเป็ นวินาที เรียกว่าระบบ
เมตริก ระบบ MKS ไดแ้ ก่ระบบที่วดั ความยาวเป็ นเมตร วดั มวลเป็ นกิโลกรัม และวดั เวลาเป็ น
วนิ าที ซ่ึงก็คือระบบเมตริกนนั่ เอง แต่ใช้หน่วยใหญ่กวา่ CGS ระบบ FPS ไดแ้ ก่ระบบที่ใช้วดั
ความยาวเป็นฟุต วดั มวลเป็นปอนด์ และวดั เวลาเป็นวนิ าที เรียกวา่ ระบบองั กฤษ

ในปัจจุบนั ได้มีการตกลงกันเพื่อกาํ หนดหน่วยสากลให้ใช้เหมือนกนั ทวั่ โลก โดยนาํ เอา
หน่วย MKS มาปรับปรุงให้เหมาะสมยิ่งข้ึน เรียกระบบที่ต้งั ข้ึนใหม่น้ีว่า ระบบระหวา่ งประเทศ
(Systeme Internationale d’ Unites หรือ International System of Units) โดยใชอ้ กั ษรยอ่ วา่ SI Units

จุดประสงค์การเรียนรู้
1. บอกระบบหน่วยท่ีใชใ้ นการวดั ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2. บอกหน่วยวดั ปริมาณต่างๆไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3. เปล่ียนหน่วยวดั ปริมาณต่างๆไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4. แสดงพฤติกรรมตามหลกั เศรษฐกิจพอเพียง มีความประณีต รอบคอบ ปลอดภยั

มีคุณธรรมและจริยธรรม

2

1.1 หน่วยวดั พนื้ ฐานของระบบเอสไอ (SI Units)
ระบบของหน่วยวดั มาตรฐานที่ใช้สําหรับแสดงปริมาณของสิ่งต่างๆน้ัน มีอยู่ 3 ระบบ คือ

CGS MKS และ FPS แต่เม่ือรวมระบบ CGSและระบบ MKS เป็ นระบบเดียวกนั คือ ระบบเมตริก
จึงกล่าวไดว้ า่ ระบบของหน่วยวดั มาตรฐานแบ่งเป็ น 2 ระบบ คือ ระบบเมตริกและระบบองั กฤษ
แตท่ ้งั สองระบบน้ีมีช่ือหน่วยวดั ปริมาณต่างกนั จึงไมส่ ะดวกในการใชง้ านซ่ึงตอ้ งมีการเปรียบเทียบ
ผลงานของกนั และกนั ระหวา่ งประเทศ ดงั น้ันประเทศที่มีการพฒั นาทางดา้ นอุตสาหกรรม จึงได้
ร่วมกนั นาํ หน่วย MKS มาปรับปรุงพฒั นาข้ึนใหม่ เรียกวา่ International System of Units หรือ
เรียกวา่ SI Units และกาํ หนดให้เป็ นหน่วยสากลที่ใชก้ นั ทว่ั โลก หน่วยวดั พ้ืนฐานของระบบเอ
สไอมี 7 หน่วย ดงั แสดงในตารางที่ 1.1
ตารางที่ 1.1 แสดงหน่วยวดั พ้ืนฐานของระบบเอสไอ ( SI Units )

ปริมาณ หน่วยวดั สัญลกั ษณ์
ความยาว เมตร m
มวล กิโลกรัม kg

เวลา วนิ าที s
แอมแปร์ A
กระแสไฟฟ้ า เคลวนิ K
อุณหภมู ิ โมล mol
ปริมาณของสสาร แคนเดลา cd
ความเขม้ ของการส่องสวา่ ง

นอกจากน้ียงั มีหน่วยวดั อื่นๆ ที่เกิดจากการคูณ-หารกนั ของหน่วยวดั พ้ืนฐาน ซ่ึงเรียกวา่ หน่วย
อนุพนั ธ์ เช่น หน่วยวดั ของแรง งาน ปริมาตร ความดนั เป็นตน้ ดงั แสดงในตารางที่ 1.2
ตารางท่ี 1.2 แสดงหน่วยอนุพนั ธ์ของระบบเอสไอ

ปริมาณ หน่วยวดั สัญลกั ษณ์ สูตร
N kg⋅m/s2
แรง น้าํ หนกั นิวตนั
J N⋅m
งาน พลงั งาน ปริมาณความร้อน จูล m3, litre -

ปริมาตร ลูกบาศกเ์ มตร,ลิตร W J/s = N⋅m/s
-
กาํ ลงั งาน วตั ต์ N⋅m
Pa N/m2
แรงบิด นิวตนั -เมตร

ความดนั ปาสคาล

หมายเหตุ 1 litre = 1,000 cm3(cc) = 0.001 m3

3

1.2 คําอุปสรรค
คาํ อุปสรรค(Prefix) คือ คาํ ท่ีใชใ้ ส่นาํ หนา้ หน่วยการวดั ปริมาณตา่ งๆ ในกรณีจาํ นวนท่ีไดจ้ าก

การวดั ปริมาณน้นั ๆ มีคา่ มากหรือนอ้ ยเกินไป เช่น วดั ความยาวของระยะทางได้ 10,000 เมตร
สามารถเขียนใหมไ่ ดเ้ ป็น 10 กิโลเมตร คาํ วา่ “กิโล” ก็คือคาํ อุปสรรคนนั่ เอง

คาํ อุปสรรคส่วนใหญใ่ ชก้ บั ระบบเมตริก และระบบเอสไอ ดงั แสดงในตารางท่ี 1.3
ตารางที่ 1.3 แสดงชื่อสญั ลกั ษณ์และตวั คูณของคาํ อุปสรรค

ช่ือคําอุปสรรค สัญลกั ษณ์ ตัวคูณ ตวั อย่าง
พโิ ก (Pico) p 10-12 1 pN = 10-12 N
นาโน (Nano) n 10-9 1 nN = 10-9 N
ไมโคร (Micro) µ 10-6 1 µN = 10-6 N
m
มิลลิ(Milli) c 10-3 1 mN = 10-3 N
เซนติ(Centi) d 10-2 1 cN = 10-2 N
เดซิ(Deci) da 10-1 1 dN = 10-1 N
h
เดกะ(Deca) k 101 1 daN = 101 N
เฮกโต(Hecto) M 102 1 hN = 102 N
กิโล(Kilo) G 103 1 kN = 103 N
เมกะ(Mega) T 106 1 MN = 106 N

จิกะ(Giga) 109 1 GN = 109 N
เทอรา(Tera) 1012 1 TN = 1012 N

ตวั อย่างท่ี 1.1 จงเขียนหน่วยต่อไปน้ีใหอ้ ยใู่ นรูปของหน่วยท่ีมีคาํ อุปสรรคนาํ หนา้
ก. 0.0028 m ใหม้ ีหน่วยเป็น mm
ข. 99,000 g ใหม้ ีหน่วยเป็น kg
ค. 29,000 W ใหม้ ีหน่วยเป็น kW
ง. 3,900,000 N ใหม้ ีหน่วยเป็น MN
จ. 0.0019 s ใหม้ ีหน่วยเป็น ms
วธิ ีทาํ
ก. เนื่องจาก 10-3 m = 1 mm
1
1m = 10 -3 ×1 mm ⋅m
m

ดงั น้นั 0.0028 m = 1 × 0.0028 mm ⋅ m 4
10 -3 m ตอบ
= 2.8 mm ตอบ
103 g = 1 kg ตอบ
ข. เน่ืองจาก 1 ตอบ
103 ตอบ
1g = ×1 kg ⋅g
g

ดงั น้นั 99,000 g = 1 × 99,000 kg ⋅g
103 g
= 99 kg
ค. เน่ืองจาก 103 W = 1 kW

1W = 1 ×1 kW ⋅W
103 W
1
ดงั น้นั 29,000 W = 103 × 29,000 kW ⋅W
W
= 29 kW
ง. เน่ืองจาก 106 N = 1 MN

1N = 1 ×1 MN ⋅ N
106 N
1
ดงั น้นั 3,900,000 N = 106 × 3,900,000 MN ⋅ N
N
= 3.9 MN
10- 3 s
จ. เนื่องจาก 1s = 1 ms
ดงั น้นั 1 ms
0.0019 s = 10 -3 ×1 s ⋅s

= 1 × 0.0019 ms ⋅s
10 -3 s
= 1.9 ms
ตวั อย่างที่ 1.2 จงเขียนหน่วยต่อไปน้ีใหอ้ ยใู่ นรูปของหน่วยท่ีไม่มีคาํ อุปสรรคนาํ หนา้
ก. 0.0049 GN ใหม้ ีหน่วยเป็น N
ใหม้ ีหน่วยเป็น s
ข. 89 µs
ค. 0.000058 kg ใหม้ ีหน่วยเป็น g

5

วธิ ีทาํ ก. เนื่องจาก 1 GN = 109 N N ⋅ GN
ดงั น้นั 0.0049 GN = 109 × 0.0049 GN
ตอบ
= 4,900,000 N
1 µs = 10- 6 s
ข. เนื่องจาก 89 µs = 10- 6 × 89 s ⋅ µs
ดงั น้นั
= 0.000089 s µs
ตอบ
ค. เนื่องจาก 1 kg = 103 g
ดงั น้นั 0.000058 kg = 103 × 0.000058 g ⋅ kg
= 0.058 g kg
ตอบ
1.3 การเปรียบเทยี บหน่วยวดั ปริมาณต่าง ๆ
1.3.1 ความยาว (Length)
หน่วยวดั ความยาวระบบเมตริกวดั เป็น เมตร กิโลเมตร หรือถา้ วดั ความยาวที่ส้ันมากอาจ
จะวดั เป็น มิลลิเมตร เซนติเมตร สาํ หรับระบบองั กฤษวดั ความยาวเป็น นิ้ว ฟุต หลา และไมล์
1.3.1.1 หน่วยวดั ความยาวระบบเมตริก

1 km = 1,000 m

1 m = 100 cm

1 cm = 10 mm
1.3.1.2 หน่วยวดั ความยาวระบบองั กฤษ

1 mile = 1,760 yd

1 yd = 3 ft

1 ft = 12 in
1.3.1.3 การเปรียบเทียบคา่ ความยาว

1 mile = 1.60935 km

1 ft = 30.48 cm

1 in = 2.54 cm

1.3.2 พ้ืนที่ (Area)
พ้นื ที่ในระบบเมตริกมีหน่วยวดั เป็น ตารางมิลลิเมตร(mm2) ตารางเซนติเมตร(cm2)
ตารางเมตร (m2) และตารางกิโลเมตร(km2) ส่วนหน่วยของพ้นื ท่ีในระบบองั กฤษนิยมบอกเป็น
ตารางนิ้ว (in2) และตารางฟุต (ft2) โดยสามารถเปรียบเทียบค่าพ้นื ที่ไดด้ งั น้ี

6

1 mile2 = 2.59 km2
1 ft2 = 0.0929 m2
1 in2 = 645.16 mm2

1.3.3 ปริมาตร (Volume)
ปริมาตรมีหน่วยวดั เป็นลูกบาศก์ เช่น ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร (cm3) ลูกบาศกเ์ มตร (m3)

ลูกบาศกน์ ิ้ว(in3) ลูกบาศกฟ์ ุต (ft3) เป็นตน้ โดยเปรียบเทียบคา่ ปริมาตรไดด้ งั น้ี
1 cm3 = 1 cc

1,000 cc = 1 litre
1,000 litre = 1 m3

1 ft3 = 0.0283 m3
1 in3 = 16,387.064 mm3
1.3.4 แรงหรือน้าํ หนกั (Force or Weigth)
แรงเป็ นปฏิภาคโดยตรงกบั มวลและอตั ราเร่ง แรง 1 นิวตนั (N) หมายถึง แรงท่ีทาํ ให้
มวล 1 กิโลกรัม(kg) เคลื่อนที่ดว้ ยอตั ราเร่ง 1 เมตร (m) ต่อวินาทีกาํ ลงั สอง (s2)
1 N = 1 kg⋅m / s2
1 kg = 9.81 N
1 kg = 2.205 lb
จากกฎการเคล่ือนที่ของนิวตนั

F = ma
เม่ือ F = แรง (N)

m = มวล (kg)
a = ความเร่ง (m / s2)
ส่วนน้าํ หนกั ข้ึนอยกู่ บั ความเร่งจากแรงดึงดูดของโลก ซ่ึงหาไดจ้ ากสูตร
W = mg
เมื่อ W = น้าํ หนกั (N)
m = มวล (kg)
g = ความเร่งจากแรงดึงดูดของโลก เท่ากบั 9.81 m / s2
1.3.5 งานและกาํ ลงั (Work and Power)
งาน คือ แรงคูณดว้ ยระยะทางท่ีวตั ถุเคล่ือนท่ีไปตามแนวแรง ในหน่วยวดั ระบบเอสไอมี
หน่วยเป็นจลู (J) งาน 1 จูล หมายถึง การออกแรง 1 นิวตนั ทาํ ใหว้ ตั ถุน้นั เคล่ือนที่ไปในทิศทาง

7

เดียวกนั กบั แรงเป็นระยะทาง 1 เมตร นนั่ คือ
งาน = แรง × ระยะทาง

งาน 1 J = 1 N⋅m

กาํ ลงั คือ งานท่ีทาํ ไดต้ ่อ 1 หน่วยเวลา มีหน่วยเป็นวตั ต์ (W)
งาน
กาํ ลงั = เวลา

กาํ ลงั 1 N⋅m/s = 1 J/s = 1 W
นอกจากน้นั หน่วยของกาํ ลงั ยงั บอกเป็น กาํ ลงั มา้ (Horse Power) ซ่ึงมีอยู่ 2 ระบบ คือ
กาํ ลงั มา้ ในระบบองั กฤษใชอ้ กั ษรยอ่ HP และกาํ ลงั มา้ ในระบบเมตริกใชอ้ กั ษรยอ่ PS โดยมีคา่

เปรียบเทียบดงั น้ี 1 HP = 550 ft-lb/s = 746 W

1 PS = 75 kg⋅m/s = 736 W

1.3.6 ความดนั
ความดนั คือ แรงท่ีกระทาํ กบั พ้นื ที่หน่ึงตารางหน่วย ในระบบเอสไอหน่วยวดั ความดนั
คือ นิวตนั ต่อตารางเมตร (N/m2) หรือเรียกวา่ ปาสคาล (Pascal) เขียนยอ่ วา่ Pa
1 Pa = 1 N/m2
1 bar = 105 N/m2 = 102 kN/m2
นอกจากน้ันความดันในระบบเมตริกมีหน่วยวดั เป็ นกิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร
(kg/cm2) และระบบองั กฤษมีหน่วยวดั เป็นปอนดต์ อ่ ตารางนิ้ว (lb/in2 หรือ psi)
1 bar = 14.51 lb/in2 (psi)
1.4 การเปลย่ี นหน่วย
เนื่องจากระบบหน่วยวดั มี 3 ระบบ คือ ระบบองั กฤษ ระบบเมตริกและระบบเอสไอ ถึงแมว้ า่
งานส่วนใหญ่จะใช้ระบบเอสไอก็ตาม แต่ระบบอังกฤษ และระบบเมตริก ก็ยงั คงมีใช้กันอยู่
เนื่องจากยงั คงมีความจาํ เป็ นสําหรับงานบางประเภท ดงั น้นั ในบางคร้ังจึงตอ้ งมีการเปล่ียนหน่วย
จากระบบหน่ึงไปเป็ นอีกระบบหน่ึง

สิ่งสาํ คญั ในการเปลี่ยนหน่วยกค็ ือ การใชต้ วั แปลงหน่วยหรือตวั คูณเปลี่ยนหน่วยเมื่อเราทราบ
ตวั คูณเปลี่ยนหน่วยแลว้ ก็สามารถนาํ ไปคูณ - หาร เพ่ือเปลี่ยนหน่วยตอ่ ไป เช่น
เปลี่ยน 1.9 kN ใหม้ ีหน่วยเป็น N

เนื่องจาก 1 kN = 1,000 N
1,000 N
ดงั น้นั 1 kN = 1,000 N ซ่ึงเรียกวา่ ตวั คูณเปลี่ยนหน่วย
kN

8

จะได้ 1.9 kN = 1.9 × 1,000 kN ⋅ N
= 1,900 N kN

ตัวอย่างที่ 1.3 จงเปลี่ยนหน่วยต่อไปน้ี
ก. 5 m ใหม้ ีหน่วยเป็น in

ข. 20 lb ใหม้ ีหน่วยเป็น N
ค. 40 cm2 ใหม้ ีหน่วยเป็ น in2
ง. 1,000 cm3 ใหม้ ีหน่วยเป็ น m3
จ. 50 km / h ใหม้ ีหน่วยเป็น m/s
100 cm 1in
วธิ ีทาํ ก. 5m = 5m × 1m × 2.54 cm

= 196.8503 in 9.81 N ตอบ
20 lb × 1kg 1 kg
ข. 20 lb = 88.97952N.205 lb ×
=
40 cm2 × 1in 1 in ตอบ
6.20 in2 2.54 cm 2.54 cm
ค. 40 cm2 = ×
=
1m 1m 1m ตอบ
100 cm 100 cm 100 cm
ง. 1,000 cm3 = 1,000 cm3 × × ×

= 0.001 m3 3m ตอบ
km
จ. 50 km/h = 50 × km × 10 × 1h × 1 mim
h 1 60 min 60 s
= 13.8888 m/s ตอบ
ตัวอย่างที่ 1.4 จงพิสูจนว์ า่ 1 N / mm2 มีค่าเทา่ กบั 1 MN/m2
N 1 MN 103 mm 103 mm
วธิ ีทาํ 1 N / mm2 = mm 2 × 106 N × 1m × 1 m

∴ 1 N / mm2 = 1 MN / m2 ตอบ
ตวั อย่างท่ี 1.5 จงเปล่ียน 320๐ ใหม้ ีหน่วยเป็น rad
วธิ ีทาํ 320๐ = 320๐ × �rad
180 ตอบ

= 5.585 rad

9

บทสรุป
ระบบหน่วยวดั ท่ีนิยมใชก้ นั ในปัจจุบนั มีอยดู่ ว้ ยกนั 3 ระบบ คือ ระบบองั กฤษ ระบบเมตริก

และระบบเอสไอ โดยกาํ หนดให้ระบบเอสไอเป็ นระบบระหวา่ งประเทศหรือใหเ้ ป็ นหน่วยสากลท่ี
ใชก้ นั ทว่ั โลก

สาํ หรับหน่วยวดั พ้ืนฐานของระบบเอสไอมี 7 หน่วย คือ ความยาว (m) มวล (kg) เวลา (s)
กระแสไฟฟ้ า(A) อุณหภูมิ(K) ปริมาณของสสาร(mol) และความเขม้ ของการส่องสวา่ ง(cd) นอก
จากน้นั ยงั มีหน่วยอนุพนั ธ์ที่สําคญั คือ แรงหรือน้าํ หนกั (N) งาน(J) กาํ ลงั งาน(W) ปริมาตร(m3)
แรงบิด(N⋅m) และความดนั (Pa)

ในการเปลี่ยนหน่วยท้งั ในระบบเดียวกนั และระหวา่ งระบบ มีความจาํ เป็ นมากในการคาํ นวณ
คา่ ตา่ งๆ ดงั น้นั จึงตอ้ งทราบค่าเปรียบเทียบหน่วยวดั ปริมาณตา่ งๆ ทาํ เป็นตวั คูณเปลี่ยนหน่วยเพื่อนาํ
ไปคูณ - หาร ในการเปลี่ยนหน่วยต่อไป