Processing math: 92%
体積:リットル/litre/SI併用 体積:リットル/litre/SI併用

定義:

1dm3(= 103m3)

一辺 1dm(= 10cm)の立方体の体積

イメージ図:一辺 10 cm の立方体
イメージ図:一辺 10 cm の立方体
リットルという科学者がいたのか
国際単位系(SI)では,単位が人名に由来するものには大文字,そうでないものは小文字を用いることと決められています。
では,リットルを大文字の L で書くのは,リットルという科学者がいたからのでしょうか。
いいえ。リットルは,ギリシャ語,ラテン語の litra という重さの単位に由来するもので,L と大文字で書くのは,小文字の l が1(いち)と混同しやすいからです。
なお,以前リットルを斜体( l )や筆記体( )で表記していたことがありますが,現在では教科書において,こうした表記は認められていません。
1 L の牛乳パックのふしぎ 前編
1 L といわれて思い浮かぶのが,紙パックの牛乳です。

牛乳パック

牛乳パックの寸法を調べてみました。

牛乳パック寸法

(画像をクリック→)

直方体部分は,底面が 7.0 cm の正方形で,高さが 19.5 cm です。容積を計算すると,次のようになります。
7.0cm×7.0cm×19.5cm=955.5cm3=0.9555L
1 L になりませんね。

牛乳パック
牛乳パックの注ぎ口のあたりは四角錐(し かく すい)になっています。

牛乳パック上部

この四角錐の高さは 2.5 cm でした。(画像をクリック→)

牛乳パック上部寸法

この部分の容積も加えてみましょう。
13×7.0cm×7.0cm×2.5cm=40.83cm3=0.0408L0.9555L+0.0408L=0.9963L
まだ,わずかに 1 L にはおよびません。
そもそも,この四角錐部分にまで牛乳が入っていたら,開けたときにこぼれてしまいますね。

牛乳パック上部
パックには,1 L 入っていないのでしょうか。

牛乳パックの中身を測る 牛乳パックの中身を測る

入ってますね。
1 L の牛乳パックのふしぎ 後編
牛乳の入っているパックを観察してみました。

並べた牛乳パック

中身の入った未開封の牛乳パックは,空のパックよりふくらんでいることがわかります。(画像をクリック→)

この変形によって,パックの容積が変わっているのです。

イメージ画像:牛乳パック
紙パックがふくらむと,断面は正方形から円に近づいていきます。
牛乳パックの断面の正方形のまわりの長さは 7.0 cm×4=28 cm で,面積は 7.0 cm×7.0 cm=49 cm2 です。
同じまわりの長さの円の面積とくらべてみましょう。

まわりの長さが等しい正方形と円 まわりの長さが等しい正方形と円

半径 r の円のまわりの長さ ll=2πr なので,断面の正方形と同じまわりの長さの円の半径は,次のように表せます。
l=2πr=28cmr=282πcm=14πcm
半径 r の円の面積 SS=πr2 なので,正方形と同じまわりの長さをもつ円の面積は,次のように求められます。
\begin{align} S &= \pi r^2\\ &= π \times (\frac{14}{\pi}\,\text{cm})^2\\ &= \frac{196}{\pi}\,\text{cm}^2\\ &= 62.39\,\text{cm}^2 \end{align}

まわりの長さが等しい正方形と円 まわりの長さが等しい正方形と円

62.39 \div 49 = 1.273 より,およそ 1.3 倍になるとわかります。
牛乳を入れたときのふくらみまで計算されて,紙パックがつくられているのですね。