Νιούτον
Πάρτε στην παλάμη ένα μικρό μήλο, γύρω στα εκατό γραμμάρια. Η παλάμη το σπρώχνει προς τα πάνω με δύναμη περίπου ενός νιούτον. Ακριβώς τόση χρειάζεται για να μην πέσει το μήλο.
Το 1687 ο Ισαάκ Νεύτων δημοσίευσε τις «Μαθηματικές αρχές της φυσικής φιλοσοφίας». Εκεί γράφει ότι η μεταβολή της κίνησης είναι ανάλογη της ασκούμενης δύναμης. Σήμερα το γράφουμε F = m·a. Η μονάδα δύναμης πήρε το όνομα του Νεύτωνα μόλις το 1948. Ένα νιούτον αυξάνει την ταχύτητα ενός χιλιογράμμου κατά ένα μέτρο ανά δευτερόλεπτο κάθε δευτερόλεπτο.
| Σύμβολο | N |
| Μέσω των θεμελιωδών μονάδων | kg·m·s⁻² |
| Βάρος 1 kg | 9,806 65 N σε κανονικό g · στη Σελήνη 1,62 N |
| Ονομάστηκε | προς τιμήν του Ισαάκ Νεύτωνα · CGPM 1948, στο SI από το 1960 |
| Πρότυπα | ISO 80000-4 · Φυλλάδιο SI, 9η έκδ. · ISO 376 (όργανα μέτρησης δύναμης) |
| Τυπικές τιμές | 1 nN — ακίδα μικροσκοπίου ατομικής δύναμης · 1 N — μήλο 102 g · 35 MN — ώση του Saturn V |
01 · Ορισμός
Ένα χιλιόγραμμο, ένα μέτρο και δύο δευτερόλεπτα
Το νιούτον είναι η δύναμη που δίνει σε σώμα μάζας 1 kg επιτάχυνση 1 m/s². Δικό του πρότυπο το νιούτον δεν έχει. Συντίθεται από το χιλιόγραμμο, το μέτρο και το δευτερόλεπτο, και είναι εξίσου ακριβές με αυτά.
Και το βάρος είναι δύναμη. Είναι η δύναμη με την οποία ένα σώμα πιέζει το στήριγμά του. Στη Γη ένα χιλιόγραμμο ζυγίζει περίπου 9,8 N, στη Σελήνη έξι φορές λιγότερο, ενώ η μάζα μένει ίδια. Γι’ αυτό μια ζυγαριά ελατηρίου δείχνει στη Σελήνη άλλον αριθμό, ενώ ο ζυγός με φάλαγγα τον ίδιο.
Πόση άμμος ζυγίζει ένα νιούτον
Στον δίσκο υπάρχει ακριβώς τόση άμμος ώστε το ελατήριο να δείχνει 1 N. Όσο ασθενέστερη η βαρύτητα, τόσο περισσότερη άμμος χρειάζεται. Το ύψος του σωρού είναι η μάζα της άμμου, η μπλε γραμμή η ένδειξη 1 N στην κλίμακα. Είναι ίδια σε όλα τα ουράνια σώματα.
Τον αγοραστή τον ενδιαφέρει πόση ύλη έχει το πακέτο, και αυτό είναι η μάζα. Το βάρος εξαρτάται από τον τόπο: στον ισημερινό ένα πακέτο ζυγίζει μισό τοις εκατό λιγότερο απ’ ό,τι στον πόλο. Οι ζυγαριές των καταστημάτων μετρούν δύναμη, αλλά ρυθμίζονται επί τόπου με σταθμά. Γι’ αυτό η οθόνη δείχνει γραμμάρια.
Το ίδιο νιούτον κρατά ένα φορτίο και επιταχύνει ένα καρότσι
Αριστερά ένα δυναμόμετρο ελατηρίου. Το κόκκινο βέλος είναι το βάρος του αντικειμένου, το μπλε η δύναμη του ελατηρίου. Όταν είναι ίσα, το φορτίο κρέμεται ακίνητο. Δεξιά ένα καρότσι σε ράγα. Μια έλικα πίσω το σπρώχνει με σταθερή δύναμη, που δείχνει το μπλε βέλος. Οι κουκκίδες στην ταινία μπαίνουν κάθε 0,1 s. Όσο πιο αραιές οι κουκκίδες, τόσο πιο γρήγορα πάει το καρότσι. Η πράσινη γραμμή είναι ο τερματισμός στο 1 m. Το ουράνιο σώμα αλλάζει το βάρος του φορτίου και την τριβή, αλλά όχι την ώση της έλικας.
Ένα μήλο 102 g ζυγίζει 1,00 N στη Γη. Το ίδιο νιούτον αυξάνει την ταχύτητα ενός καροτσιού ενός χιλιογράμμου κατά 1 m/s² κάθε δευτερόλεπτο.
02 · Μετατροπή
| Μονάδα | Τιμή | Πού απαντάται |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Το χιλιόγραμμο-δύναμη είναι το βάρος ενός χιλιογράμμου σε κανονικό g. Είναι ακριβώς 9,806 65 φορές μεγαλύτερο από το νιούτον.
Η δύνη του συστήματος CGS είναι εκατό χιλιάδες φορές μικρότερη από το νιούτον. Επιταχύνει ένα γραμμάριο κατά 1 cm/s².
Στις ΗΠΑ η ώση των κινητήρων αεριωθουμένων δίνεται ακόμη σε lbf: 100 000 lbf είναι 445 kN.
03 · Τάξεις μεγέθους
04 · Όργανα μέτρησης
05 · Κανόνες γραφής
06 · Γειτονικές μονάδες
07 · Ιστορικό μέρος
Η ελεύθερη πτώση είναι πολύ γρήγορη για να χρονομετρηθεί με εκκρεμές. Το 1784 ο Τζορτζ Άτγουντ κρέμασε πάνω από μια τροχαλία δύο σχεδόν ίσα βάρη. Η μικρή διαφορά τραβά το σύστημα αργά, και η επιτάχυνση μετριέται σε δευτερόλεπτα. Έτσι ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα ελέγχθηκε για πρώτη φορά πάνω σε τραπέζι.
Το νιούτον στηρίζεται στο χιλιόγραμμο. Από το 2019 το χιλιόγραμμο ορίζεται μέσω της σταθεράς του Πλανκ, και η δύναμη μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς σταθμά: στον ζυγό Kibble το βάρος εξισορροπείται από ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Τα εθνικά εργαστήρια πραγματοποιούν μεγάλες δυνάμεις με μηχανές νεκρού φορτίου έως 1 MN και διακριβώνουν τα όργανα κατά ISO 376.
Κατάλογος μεγεθών
όλο το ευρετήριο →Οι επτά θεμελιώδεις μονάδες του SI
Μια σταγόνα οξέος αλλάζει το χρώμα του χυμού, το αλάτι χρωματίζει τη φλόγα, το νερό παγώνει με ένα χτύπημα. Από κάτω, όλα τα φύλλα του Simetrium κατά επιστήμη και αλφαβητικά.
Άνοιγμα ευρετηρίου →