Ньютон (единица измерения)

Единица силы в физике

Ньютон (обозначение: Н ) — единица силы в Международной системе единиц (СИ) . Она определяется как сила, которая придает массе в 1 килограмм ускорение 1 метр в секунду в секунду. Он назван в честь Исаака Ньютона в знак признания его работы по классической механике , особенно его второго закона движения . ${\displaystyle 1\ {\text{kg}}\cdot {\text{m/s}}^{2}}$

Определение

Ньютон определяется как (это именованная производная единица, определяемая в базовых единицах СИ ). ^{[1] : 137} Таким образом, один ньютон — это сила, необходимая для ускорения одного килограмма массы со скоростью один метр в секунду в квадрате в направлении приложенной силы. ^[2] ${\displaystyle \mathrm {1\ kg{\cdot }m/s^{2}} }$

Единицы «метр в секунду в квадрате» можно понимать как измерение скорости изменения скорости за единицу времени, то есть увеличение скорости на 1 метр в секунду каждую секунду. ^[2]

В 1946 году Резолюция 2 Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) стандартизировала единицу силы в системе единиц MKS как величину, необходимую для ускорения 1 килограмма массы со скоростью 1 метр в секунду в квадрате. В 1948 году 9-я резолюция 7 ГКМВ приняла для этой силы название « Ньютон» . ^[3] Система MKS затем стала основой для сегодняшней системы единиц СИ. ^[4] Таким образом, ньютон стал стандартной единицей силы в Международной системе единиц (СИ) или Международной системе единиц . ^[3]

Ньютон назван в честь Исаака Ньютона . Как и любая единица СИ , названная в честь человека, ее символ начинается с заглавной буквы (N), но при написании полностью он соответствует правилам написания заглавных букв нарицательного существительного ; т. е. слово «ньютон» пишется с заглавной буквы в начале предложения и в заголовках, но в остальном пишется строчными буквами.

Связь с Ньютоном происходит из второго закона движения Ньютона , который гласит, что сила, действующая на объект, прямо пропорциональна ускорению, которое, следовательно, приобретает этот объект, таким образом: ^[5]

$${\displaystyle F=ma,}$$

mмассуaметра( 1 кг ⋅ м/с 2 . {\displaystyle \mathrm {1\ кг{\cdot }м/с^{2}} .} ${\displaystyle {\text{kg}}}$ ${\displaystyle {\text{m}}}$ ${\displaystyle {\text{s}}}$

Примеры

При средней силе тяжести на Земле (условно ) килограммовая масса оказывает силу около 9,8 ньютонов. ${\displaystyle g={9.80665}\ {\text{m/s}}^{2}}$

• Яблоко среднего размера массой 200  г оказывает на поверхность Земли силу около двух ньютонов, которую мы измеряем как вес яблока на Земле.

${\displaystyle 0.200{\text{ kg}}\times 9.80665{\text{ m/s}}^{2}=1.961{\text{ N}}.}$

• Средний взрослый человек оказывает на Землю силу около 608 Н.

${\displaystyle 62{\text{ kg}}\times 9.80665{\text{ m/s}}^{2}=608{\text{ N}}}$(где 62 кг — средняя масса взрослого человека в мире). ^[6]

Килоньютоны

Карабин , используемый в скалолазании , с рейтингом безопасности 26 кН при нагрузке вдоль позвоночника с закрытыми воротами, 8 кН при нагрузке перпендикулярно позвоночнику и 10 кН при нагрузке вдоль позвоночника с открытыми воротами.

Большие силы могут быть выражены в килоньютонах (кН), где 1 кН = 1000 Н. Например, тяговое усилие паровоза класса Y и тяга реактивного двигателя F100 составляют около 130 кН.

Один килоньютон, 1 кН, эквивалентен 102,0  кгс , или примерно 100 кг груза под действием силы тяжести Земли.

${\displaystyle 1{\text{ kN}}=102{\text{ kg}}\times 9.81{\text{ m/s}}^{2}}$.

Так, например, платформа, рассчитанная на 321 килоньютон (72 000 фунтов _силы ), безопасно выдержит нагрузку в 32 100 килограммов (70 800 фунтов). ^{[ нужна цитата ]}

Коэффициенты пересчета

Смотрите также

• Датчик силы
• Международная система единиц (СИ)
• Джоуль , единица энергии в системе СИ , 1 ньютон, действующая на расстояние 1 метр.
• Килограмм-сила — сила, действующая гравитацией Земли на уровне моря на один килограмм массы.
• Кип (единица измерения)
• Паскаль , единица давления в системе СИ , 1 ньютон, действующая на площадь 1 квадратный метр.
• Порядки величины (силы)
• Фунт (сила)
• Стен
• Ньютон-метр , единица крутящего момента СИ

Рекомендации

1. Международное бюро мер и веса (2019). Международная система единиц (СИ) (PDF) (9-е изд.). Международное бюро мер и весов (BIPM). п. 137. Архивировано из оригинала 30 сентября 2021 года . Проверено 22 сентября 2021 г.
2. «Ньютон | единица измерения» . Британская энциклопедия . 17 декабря 2020 года. Архивировано из оригинала 27 сентября 2019 года . Проверено 27 сентября 2019 г.
3. Международная система единиц (СИ) (изд. 1977 г.). Министерство торговли США , Национальное бюро стандартов . 1977. с. 17. ISBN 9282220451. Архивировано из оригинала 11 мая 2016 года . Проверено 15 ноября 2015 г.
4. Дэвид Б. Ньюэлл; Эйте Тиесинга, ред. (2019). Международная система единиц (СИ) (PDF) (Специальная публикация NIST 330, изд. 2019 г.). Гейтерсбург, Мэриленд: НИСТ . Проверено 30 ноября 2019 г.
5. «Таблица 3. Связные производные единицы в системе СИ со специальными названиями и символами» . Международная система единиц (СИ) . Международное бюро мер и весов . 2006. Архивировано из оригинала 18 июня 2007 года.
6. Уолпол, Сара Кэтрин; Прието-Мерино, Дэвид; и другие. (18 июня 2012 г.). «Вес наций: оценка биомассы взрослого человека». BMC Общественное здравоохранение . 12 (12): 439. дои : 10.1186/1471-2458-12-439 . ПМЦ 3408371 . ПМИД  22709383. 
7. Комингс, EW (1940). «Английские инженерные единицы и их размеры». Промышленная и инженерная химия . 32 (7): 984–987. дои : 10.1021/ie50367a028.
8. Клинкенберг, Адриан (1969). «Американская инженерная система единиц и ее размерная константа g _c ». Промышленная и инженерная химия . 61 (4): 53–59. дои : 10.1021/ie50712a010.