GB 3102.3-1993 力学的量和单位

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：𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨）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。

量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。十进倍数和分数单位未明确地给出。

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　𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53

雷诺数　𝑅𝑒 = 1.32 × 10³

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 1980 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。

正文

1　主题内容与适用范围

本标准规定了周期及其有关现象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

量：3-1～3-5

单位：3-1.a～3-5.b

项号

量的名称

符号

定　　义

备　　注

项号

单位名称

符号

定　　义

换算因数和备注

3-1

质量
mass

𝑚

质量是基本量之一。参阅 3-9.2 的备注

3-1.a

千克（公斤）
kilogram

kg

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）。
1 g = 10⁻³ kg

3-1.b

吨
tonne

t

1 t = 1 000 kg

英语中也称为米制吨 (metric ton)

3-2

体积质量
volumic mass,
［质量］密度 mass density,
density

𝜌

质量除以体积

3-2.a

千克每立方米
kilogram per cubic metre

kg/m³

3-2.b

吨每立方米
tonne per cubic metre

t/m³

1 t/m³ = 10³ kg/m³ = 1 g/cm³

3-2.c

千克每升
kilogram per litre

kg/L

1 kg/L = 10³ kg/m³ = 1 g/cm³

3-3

相对体积质量
relative volumic mass,
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

3-3.a

一
one

1

参阅引言

3-4

质量体积
massic volume,
比体积
specific volume

𝑣

体积除以质量

3-4.a

立方米每千克
cubic metre per kilogram

m³/kg

3-5

线质量
lineic mass,
线密度
linear density

𝜌_𝑙

质量除以长度

3-5.a

千克每米
kilogram per metre

kg/m

3-5.b

特［克斯］
tex

tex

用于纤维纺织业。
1 tex = 10⁻⁶ kg/m = 1 g/km

量：3-6～3-9.2

单位：3-6.a～3-9.a

项号

量的名称

符号

定　　义

备　　注

项号

单位名称

符号

定　　义

换算因数和备注

3-6

面质量
areic mass,
面密度
surface density

𝜌_𝐴, (𝜌_𝑆)

质量除以面积

3-6.a

千克每平方米
kilogram per square metre

kg/m²

3-7

转动惯量，（惯性矩）
moment of inertia

𝐽, (𝐼)

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

3-7.a

千克二次方米
kilogram metre squared

kg ⋅ m²

3-8

动量
momentum

𝑝

质量与速度之积

3-8.a

千克米每秒
kilogram metre per second

kg ⋅ m/s

3-9.1

力
force

𝐹

作用于物体上的合力等于物体动量的变化率

3-9.a

牛［顿］
newton

N

1 N = 1 kg ⋅ m/s²

加在质量为 1 kg 的物体上使之产生 1 m/s² 加速度的力为 1 N

3-9.2

重量
weight

𝑊, (𝑃, 𝐺)

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

量：3-10～3-15.3

单位：3-10.3～3-15.3

项号

量的名称

符号

定　　义

备　　注

项号

单位名称

符号

定　　义

换算因数和备注

3-10

冲量
impulse

𝐼

𝑰 = ⌠⌡𝑭d𝑡

在 [𝑡₁,𝑡₂] 时间内，
𝑰 = 𝒑(𝑡₁) − 𝒑(𝑡₂)
式中 𝒑 为动量

3-10.a

牛［顿］秒
newton second

N ⋅ s

3-11

动量矩
moment of momentum,
角动量
angular momentum

𝐿

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 = 𝒓 × 𝒑

3-11.a

千克二次方米每秒
kilogram metre squared per second

kg ⋅ m²/s

3-12.1

力矩
moment of force

𝑀

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

𝜧 = 𝒓 × 𝑭

在弹性力学中，𝑀 用于表示弯矩，𝑇 用于表示扭矩或转矩

3-12.a

牛［顿］米
newton metre

N ⋅ m

该单位的符号书写时不应与毫牛顿的符号 mN 相混淆

3-12.2

力偶矩
moment of a couple

𝑀

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

3-12.3

转矩
torque

𝑀, 𝑇

力偶矩的推广

3-13

角冲量
angular impulse

𝐻

𝑯 = ∫𝑴d𝑡

在 [𝑡₁,𝑡₂] 时间内，
𝑯 = 𝑳(𝑡₁) − 𝑳(𝑡₂)
式中 𝑳 为角动量

3-13.a

牛［顿］米秒
newton metre second

N ⋅ m ⋅ s

3-14

引力常量
gravitational constant

𝐺, (𝑓)

两个质点之间的引力是
𝐹 = 𝐺𝑚₁𝑚₂/𝑟²
式中 𝑟 为两质点间的距离，𝑚₁, 𝑚₂ 为两质点的
质量

G = (6.672 59 ± 0.000 85) × 10⁻¹¹ N ⋅ m²/kg²
[CODATA Bulletin 63(1986)]

3-14.a

牛［顿］二次方米每二次方千克
newton metre squared per kilogram squared

N ⋅ m²/kg²

3-15.1

压力，压强
pressure

𝑝

力除以面积

符号 𝑝_𝑒 用于表压，其定义为 𝑝 − 𝑝_amb，表压的正或负取决于 𝑝 大于或小于环境压力 (ambient pressure) 𝑝_amb

3-15.a

帕［斯卡］
pascal

Pa

1 Pa = 1 N/m²

巴 (bar) ，

1 bar = 100 kPa（准确值）

3-15.2

正应力
normal stress

𝜎

3-15.3

切应力
shear stress

𝜏

量： 3-16.1～3-18.3

单位：3-16.3～3-18.3

项号

量的名称

符号

定　　义

备　　注

项号

单位名称

符号

定　　义

换算因数和备注

3-16.1

线应变，（相对变形）
linear strain,
(relative elongation)

𝜀, 𝑒

𝜀 = Δ𝑙/𝑙₀
式中 𝑙₀ 是指定参考状态下的长度，Δ𝑙是长度增量

3-16.a

一
one

1

参阅引言

3-16.2

切应变
shear strain

𝛾

𝛾 = Δ𝑥/𝑑
式中 Δ𝑥 是厚度为 𝑑 的薄层上表面对下表面的平行位移

3-16.3

体应变
volume strain,
(bulk strain)

𝜃

𝜃 = Δ𝑉/𝑉₀
式中 𝑉₀ 是指定参考状态下的体积，Δ𝑉是体积增量

3-17

泊松比
Poisson ratio,
泊松数
Poisson number

𝜇, 𝜈

横向收缩量除以伸长量

由泊松所定义的量曾是其倒数：

𝑚 = 1/𝜇

3-17.a

一
one

1

参阅引言

3-18.1

弹性模量
modulus of elasticity

𝐸

𝐸 = 𝜎/𝜀

𝐸 也称为杨氏模量 (Young modulus)

3-18.a

帕［斯卡］
pascal

Pa

1 Pa = 1 N/m²

3-18.2

切变模量
shear modulus,
刚量模量
modulus of rigidity

𝐺

𝐺 = 𝜏/𝛾

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 compression

𝐾

𝐾 = −𝑝/𝜃

定义中的应变 𝜀, 𝛾 和 𝜃 是与附加应力 𝜎, 𝜏 和附加压力 𝑝 相对应的

量：3-19～3-23

单位：3-19.＆～3-23.3

项号

量的名称

符号

定　　义

备　　注

项号

单位名称

符号

定　　义

换算因数和备注

3-19

［体积］压缩率
compressibility,
bulk compressibility

𝜅

=

1

𝑉

⋅

d𝑉

d𝑝

参阅 GB 3102.4 中的 4-5.1

3-19.a

每帕［斯卡］
reciprocal pascal,
负一次方帕［斯卡］
pascal to the power minus one

Pa⁻¹

1 Pa⁻¹ = 1 m²/N

3-20.1

截面二次矩
second moment of area,
截面二次轴矩，（惯性矩）
second axial moment of area

𝐼_a, (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）

此量常被称为“惯性矩”，应与 3-7 的量相区别

3-20.a

四次方米
metre to the fourth power

m⁴

3-20.2

截面二次极矩，（极惯性矩）
second polar moment of area

𝐼_p

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）

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

3-21.a

三次方米
metre cubed

m³

3-22.1

动摩擦因数
dynamic friction factor

𝜇, (𝑓)

滑动物体的摩擦力与法向力之比

该量也称为摩擦系数 (coefficient of friction)

3-22.a

一
one

1

参阅引言

3-22.2

静摩擦因数
static friction factor

𝜇_s, (𝑓_s)

静止物体的摩擦力与法向力的最大比值

3-23

［动力］粘度
viscosity,
dynamic viscosity

𝜂, (𝜇)

𝜏_𝑥𝑧

= 𝜂

d𝑣

d𝑧

式中 𝜏_𝑥𝑧 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_𝑧 = 0 的层流

3-23.a

帕［斯卡］秒 pascal second

Pa ⋅ s

量：3-24～3-30

单位：3-24.a～3-30.a

项号

量的名称

符号

定　　义

备　　注

项号

单位名称

符号

定　　义

换算因数和备注

3-24

运动粘度
kinematic
viscosity

𝜈

𝜈 = 𝜂/𝜌
式中 𝜌为密度

3-24.a

二次方米每秒
metre squared per second

m²/s

3-25

表面张力
surface tension

𝛾, 𝜎

与表面内一个线单元垂直的力除以该线单元的长度

3-25.a

牛［顿］每米
newton per metre

N/m

1 N/m = 1 J/m²

3-26.1

能［量］
energy

𝐸

所有各种形式的能

3-26.a

焦［耳］
joule

J

1 J = 1 N ⋅ m = 1 W ⋅ s

1 J 是 1 N 的力在沿着力的方向上移过 1 m 距离所做的功

3-26.2

功
work

𝑊, (𝐴)

𝑊 = ∫𝑭 ⋅ d𝒓

3-26.3

势能，位能
potential energy

𝐸_p, (𝑉)

𝐸_p = −∫𝑭 ⋅ d𝒓

式中 𝑭 为保守力

3-26.4

动能
kinetic energy

𝐸_k, (𝑇)

𝐸_k

=

1

2

𝑚𝑣²

3-27

功率
power

𝑃

能的输送速率

3-27.a

瓦［特］
watt

W

1 W = 1 J/s

3-28

效率
efficiency

𝜂

输出功率与输入功率之比

3-28.a

一
one

1

参阅引言

3-29

质量流量
mass flow rate

𝑞_𝑚

质量穿过一个面的速率

3-29.a

千克每秒
kilogram per second

kg/s

3-30

体积流量
volume flow
rate

𝑞_𝑉

体积穿过一个面的速率

3-30.a

立方米每秒
cubic metre per second

m³/s

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。

本作品来自中华人民共和国国家标准（或部标准、专业标准），并因符合下列规定之一而具备强制约束力，根据《最高人民法院知识产权审判庭关于中国标准出版社与中国劳动出版社著作权侵权纠纷案的答复》（[1998]知他字第6号函），“国家标准化管理机关依法组织制订的强制性标准，是具有法规性质的技术性规范”，所以依据《中华人民共和国著作权法》第五条，不适用著作权保护，因而属于公有领域：

根据1962年12月4日施行、1979年7月31日停止执行的《工农业产品和工程建设技术标准管理办法》第十八条，在此期间，技术标准中的国家标准和部标准均具备强制性。
根据1979年7月31日施行的《中华人民共和国标准化管理条例》第十一条、第十八条，自此日起至1989年4月1日间，标准中的国家标准、部标准一经批准发布，就是技术法规，具备强制性。
根据1988年和2017年《中华人民共和国标准化法》，自1989年4月1日起：
- 国家标准分为强制性标准和推荐性标准。具体而言，根据1990年《国家标准管理办法》第四条、2020年《强制性国家标准管理办法》第三十五条，以汉语拼音字母“GB”加上国家标准发布的顺序号和年份号为标准代号格式的标准，是强制性国家标准。
- 法律、行政法规和国务院决定对强制性标准的制定另有规定的，从其规定。因此，若有直观依据时，亦可佐证该国家标准具备强制性。
若无法符合上述任何一项时，则该国家标准是推荐性标准，《国家版权局版权管理司关于标准著作权纠纷给最高人民法院的答复》指出“推荐性标准不属于法规性质的技术性规范，属于著作权法保护的范围”，但：
- 1990年7月23日颁布实施、2018年3月6日废止的《标准化法条文解释》（原国家技术监督局令第12号）第十四条规定：“……推荐性标准一旦纳入指令性文件，将具有相应的行政约束力。”据此，在1990年7月23日至2018年1月1日期间被纳入指令性文件的推荐性标准，具备强制约束力，属于公有领域文件。
- 《〈中华人民共和国标准化法〉释义》指出，“但在有些情况下，推荐性标准的效力会发生转化，必须执行：（1）推荐性标准被相关法律、法规、规章引用，则该推荐性标准具有相应的强制约束力，应当按法律、法规、规章的相关规定予以实施。……”因此，2018年1月1日以后发布且被相关法律、法规、规章引用的推荐性标准，也具有与该相关法律、法规、规章相对应的强制约束力，属于公有领域文件。

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引言

正文

1 主题内容与适用范围

2 名称和符号

附加说明：

1　主题内容与适用范围

2　名称和符号