Newton
SI-származtatott egység · mennyiség: erő
01 · Meghatározás
Az az erő, amely egy kilogramm tömegnek másodpercenként egy méter per másodperc gyorsulást ad. Szerény mennyiség: nagyjából ekkora erővel nyom a tenyérre egy közepes alma.
A meghatározás közvetlenül a mechanika második törvényét ismétli, ezért sem etalont, sem hitelesítő berendezést nem kíván: a newtont teljesen meghatározza a kilogramm, a méter és a másodperc. Innen ered az a zavar is, amelyet az egység hivatott eloszlatni. A tömeg a test tulajdonsága, és a világegyetemben sehol sem változik; a súly az az erő, amellyel a test az alátámasztásra nyom, és attól függ, hol van a test. Egy kilogramm a Holdon is kilogramm marad, a newtonok száma viszont ott hatodrészére csökken. Amíg mindkét mennyiséget kilogrammnak hívták, a különbséget fejben kellett tartani; a newton kivitte a jelölésbe.
Az egyenletes mozgáshoz nem kell erő: a kocsi, amelyet semmi nem fékez, magától gurul. A newton arra kell, hogy a sebességet megváltoztassuk, vagy hogy a testet megtartsuk az eséstől. Egy newton egy másodperc alatt egy méter per másodpercre gyorsít egy kilogrammot, tíz newton pedig ugyanazt a kilogrammot tízszer gyorsabban, vagy tíz kilogrammot ugyanolyan ütemben — a második törvényben a tömeg és a gyorsulás egyenrangú.
02 · Átszámítás
Newton, kilopond és fonterő
Minden együttható meghatározás szerint pontos: a kilopondot és a fonterőt a szabványos nehézségi gyorsulás, a dint a centiméter és a gramm rögzíti.
A kilopondot egy kilogramm súlyaként határozták meg a szabványos nehézségi gyorsulásnál, azaz 9,806 65 méter per másodpercnégyzetnél. A szám megállapodás: a valódi gyorsulás az Egyenlítőn mért 9,78-tól a sarki 9,83-ig változik, így ugyanaz a súly másképp nyomja a mérleget Quitóban és Murmanszkban. Az ipari mérlegeket ezért a felállítás helyén hitelesítik.
| Egység | Név | Érték | Hol fordul elő |
|---|---|---|---|
| N | newton | 1 | az erő alapvető írásmódja az SI-ben |
| kN | kilonewton | 0,001 | építés, tolóerő, terhek |
| MN | meganewton | 1·10⁻⁶ | rakéták, prések, hidak |
| mN | millinewton | 1 000 | laboratóriumi mérések |
| µN | mikronewton | 1·10⁶ | mikromechanika, napvitorla |
| kp | kilopond | 0,101972 | egy kilogramm súlya g₀-nál |
| p | pond | 101,972 | patikai és laboratóriumi mérlegek |
| Mp | megapond | 0,000101972 | daruk, hajtóművek tolóereje a köznyelvben |
| lbf | fonterő | 0,224809 | angol nyelvű műszaki gyakorlat |
| ozf | unciaerő | 3,59694 | kis erők, rugók |
| din | din | 100 000 | CGS-rendszer, a 19. század fizikája |
| poundal | poundal | 7,23301 | angol abszolút rendszer |
| sn | szten | 0,001 | MTS-rendszer, Franciaország 1919–1961 |
A súly a szabványos nehézségi gyorsulással, 9,806 65 m/s²-tel számolva; a gyorsulás egy tonna tömegre vonatkozik.
03 · Nagyságrendek
a porszemtől az induló rakétáigEgy newton — alma a tenyérben
04 · Mérőeszközök
Mivel mérik az erőt
A legegyenesebb út: Hooke törvénye a megnyúlást lineárisan köti az erőhöz, és a skála közvetlenül newtonban osztható. A pontosságot a rugó rugalmas utóhatása és a hőmérséklet korlátozza, ezért a gyártásban durva mérőeszköz maradt.
A rugalmas testre ragasztott rács a fémmel együtt nyúlik, ellenállása a százalék töredékével változik. Hídkapcsolás alakítja ezt feszültséggé — így működik minden kereskedelmi és ipari mérleg, a konyhaitól a vagonmérlegig.
Az országos mérésügyi intézetek ismert tömegű terhekkel valósítják meg a newtont, amelyeket mért gyorsulású nehézségi térben függesztenek fel. A legnagyobb berendezések több meganewtont fejtenek ki, és ezekhez hitelesítik a vizsgálólaboratóriumok érzékelőit.
A kvarc terhelés alatt maga kelt töltést, és a válasz lépést tart a mikroszekundumos ütéssel. Ilyen érzékelőkkel mérik a forgácsolóerőt, a hátralökést és a töréspróbákat; állandó terhelést nem tartanak meg — a töltés elszivárog.
05 · Írásszabályok
Nagy N pont nélkül
A jel családnévből ered, ezért nagybetűvel írjuk, míg az egység neve a szövegben kicsivel: newton, de N. Az orosz jel Н, és vegyes szövegben könnyen összetéveszthető a henryt jelölő latin H-val. A szám és a jel közé nem törhető szóköz kerül.
A kilo előtagot kisbetűvel írjuk: kN, nem KN. Az erő nyomatékát newtonméterben adjuk meg, és bár dimenziója azonos a joule-éval, egyiket sem tehetjük a másik helyébe: a munka és a nyomaték különböző mennyiség. A kilopondot és a megapondot a nyolcvanas évekig engedték a műszaki gyakorlatban, régi rajzokon és kézikönyvekben előfordulnak, és az ISO 80000-4 már nem ajánlja őket.
06 · Szomszédos egységek
A newton egész bokornyi származtatott egység gyökerén áll: osszuk el felülettel — pascalt kapunk; szorozzuk úttal — joule-t.
newton per négyzetméter
erő
newtonméter munka
A Simetrium szomszédos adatlapjain: pascal a nyomásra, joule a munkára, watt a teljesítményre és kilogramm — az alapegység, amellyel a newtont meghatározzák. A rendszeren kívüliek közül mellette áll fonterő és lábfont, amelyek az angol nyelvű műszaki gyakorlatban élnek.
07 · Történeti rész
Mivel mérték az erőt a newton előtt
A második mozgástörvényt mindenféle erőegység nélkül fogalmazták meg: Newton arányokról írt, nem számokról. Az erőt valami meghatározottban mérni csak a gépek és a mérnöki számítások megjelenésével vált szükségessé.
A mérnökök kilopondban számoltak — egy súly súlyában, amelyet a szem is felfog. A fizikusok a centiméter-gramm-másodperc rendszert választották a dinnel, amely százezerszer kisebb a newtonnál. Az egyik tábor számításait át kellett váltani a másik számára.
A kilencedik Általános Súly- és Mértékügyi Értekezlet a newton nevet hagyta jóvá arra az erőre, amely egy másodperc alatt egy méter per másodpercre gyorsít egy kilogrammot. 1960-ban az egység a többi származtatottal együtt bekerült a Nemzetközi Mértékegységrendszerbe.
A kilopond kikerült az iratokból, de a beszédben megmaradt: a hajtómű tolóerejét ma is tonnában, a prés erejét kilogrammban mondják. A boltban a rugós mérleg tömeget mutat, jóllehet erőt mér, és a helyi nehézségi gyorsuláshoz állítják be.
A newton etalonnal nem valósítható meg — csak kiszámítható
A kilogrammnak volt etalonja, a méternek egy vonás egy platinavonalzón; a newtonnak nincs és nem is lehet mintadarabja. Az egységet három alapegység határozza meg, és számítással valósítják meg: ismert tömegű terhet függesztenek fel, és megszorozzák a nehézségi gyorsulással, amelyet a felállítás helyén milliomodrész pontossággal mértek meg. Innen az erőmérésügy sajátossága: az országos erőetalon egy földrajzi ponthoz kötött. A gépet másik városba vinni annyit tesz, mint újra megmérni a helyi gyorsulást, mert az a szélességgel, a magassággal, sőt az alapozás alatti kőzet sűrűségével is változik. Egy kétszáz méteres hegy a laboratórium mellett a hatodik jegyben tolja el az eredményt. A kétkarú mérleg mit sem tud erről a gondról: tömegeket hasonlít össze, és a nehézségi erő mindkét serpenyőben kiesik — ezért a mérés évezredekkel régebbi az erő mérésénél.
Katalógus · mértékegységek
Minden mennyiségnek egy adatlap
Az SI hét alapegysége, huszonkét saját nevű származtatott egység és a rendszeren kívüli egységek, amelyek nélkül sem a technika, sem a hétköznapok nem boldogulnak. Mindegyiknek külön lapja van: meghatározás, átszámítás, eszközök, írásszabályok. 36 nyelven.
Saját nevű SI-származtatott egységek
a newton adatlapja nyitvaAz SI alapegységei
terrakottával — a kilogramm, a méter és a másodperc, amelyekből a newton összeállRendszeren kívüli egységek
terrakottával — más rendszerek erőegységeiAz adatlap nyelve
36 nyelv. Az N jel nemzetközi; a név a családnevet követi, ezért alig változik: newton, Newton, ньютон, ニュートン.