面積:ヘクタール/hectare/SI併用 面積:ヘクタール/hectare/SI併用

定義:

$1\,\text{hm}^2$(= $10000\,$$\text{m}^2$

一辺 $1\,\text{hm}$(= $100\,$$\text{m}$)の正方形の面積

イメージ図:一辺 100 m の正方形
イメージ図:一辺 10 cm の正方形
記号のつくり
ヘクタールは,記号 $\text{ha}$ で表されます。
h はSI接頭辞のヘクト(hecto)で,$10^2$ つまり 100 倍を意味します。$\text{a}$ は面積の単位アール(are)です。ヘクト+アールをつなげて読んで「ヘクタール」となります。
$\text{ha}$ は SI併用単位
ヘクタールは,非SI単位ですが,SI単位との併用が認められています。
SI単位では,接頭語は累乗より優先して作用すると決まっているので,$\text{km}^2$ は $1000\text{ m}^2$ではなく,$1000\text{ m} \times 1000\text{ m} = 1000000\text{ m}^2$ となります。
5桁,6桁の数字の大小を一目で区別するのは難しいので,$\text{ha}$ のような単位が間にあると便利です。日本では,$\text{ha}$ だけでなく,SI単位との併用が認められていない $\text{a}$(アール)も,土地の面積を表すのに使うことができます。
$1\text{ ha}$ ってどのくらい?
陸上競技場の $400$ メートルトラックの内側(→画像をクリック)が,およそ $1\text{ ha}$ です。

400メートルトラックの内側/長居競技場

(By J o , CC 表示 3.0

400メートルトラックの内側/長居競技場
$400$ メートルトラックは,直線部分が $80\text{ m}$ の場合,次のような半円二つと長方形を組み合わせた図形になります。

400メートルトラック内側の面積 400メートルトラック内側の面積

この図形の面積 $S$ を求めてみましょう。
カーブ部分の半径を $r$ とすると,面積 $S$ は半径 $r$ の半円二つと,縦 $2r$,横 $80\text{ m}$ の長方形を合わせたものになります。
$$ \begin{align} S &= \cfrac{1}{2} \, π\,r^2 \times 2 \quad + \quad 2 \, r \times 80\,\text{m}\\ &= π r^2 + 160r\\ &= π \times \,(37.898 \,\text{m})^2 + 160 \,\text{m} \times 37.898 \,\text{m}\\ &= 4512.1 \,\text{m}^2 + 6063.7 \,\text{m}^2\\ &= 10575.8 \,\text{m}^2\\ &= 1.058 \,\text{ha} \end{align} $$
$400$ メートルトラックのふしぎ
前項で内側の面積を計算した $400$ メートルトラック。念のため,周りの長さ $l$ を求めてみましょう。

400 メートルトラック周りの長さ 400 メートルトラック周りの長さ

カーブ部分の半径を $r$ とすると,周りの長さ $l$ は半径 $r$ の円周と,$80\text{ m}$ の直線2本を合わせたものになります。
$$ \begin{align} l &= 2πr + 80 \,\text{m} \times 2\\ &= 2πr + 160 \,\text{m}\\ &= 2π \times 37.898 \,\text{m} + 160 \,\text{m}\\ &= 398.120 \,\text{m} \end{align} $$
おや,$400\text{ m}$ に足りませんね。

リオデジャネイロオリンピック(2016年)の男子 $400\text{ m}$ の1位は $43.03$ 秒 で,それまでの世界記録 $43.18$ 秒 を $0.15$ 秒 更新しました。
この速さを求めると,$400\text{ m} \div 43.03\text{ s} = 9.296\text{ m/s}$ です。 先ほど足らなかった分にかかる時間は,$(400\text{ m} - 398.120\text{ m})\div 9.296\text{ m/s} = 0.2022\text{ s}$ です。これでは,世界記録に影響してしまいますね。

実は,トラックの距離は縁石(→画像をクリック)から $30\text{ cm}$ のところを測定することが決まっています(縁石のないときは $20\text{ cm}$)。

トラックの縁石

黄色矢印部分が縁石

それを加味して計算し直すと,次のようになります。
$$ \begin{align} l &= 2πr + 160 \,\text{m}\\ &= 2π \times ( 37.898 \,\text{m} + 0.30 \,\text{m} ) + 160 \,\text{m}\\ &= 400.005 \,\text{m} \end{align} $$
トラックの縁石
きちんと $400\text{ m}$ になっていました。