Newton
Prendete in mano una piccola mela, sui cento grammi. Il palmo la spinge verso l’alto con una forza di circa un newton. È esattamente quanto serve perché la mela non cada.
Nel 1687 Isaac Newton pubblicò i «Principi matematici della filosofia naturale». Vi si dice che il cambiamento del moto è proporzionale alla forza applicata. Oggi lo si scrive F = m·a. L’unità di forza ha preso il nome di Newton solo nel 1948. Un newton accelera un chilogrammo di un metro al secondo ogni secondo.
| Notazione | N |
| Attraverso le unità di base | kg·m·s⁻² |
| Peso di 1 kg | 9,806 65 N con g normale · sulla Luna 1,62 N |
| Intitolata | a Isaac Newton · CGPM 1948, nel SI dal 1960 |
| Norme | ISO 80000-4 · Brochure SI, 9ª ed. · ISO 376 (strumenti di misura della forza) |
| Valori tipici | 1 nN — punta di un microscopio a forza atomica · 1 N — mela di 102 g · 35 MN — spinta del Saturn V |
01 · Definizione
Un chilogrammo, un metro e due secondi
Un newton è la forza che imprime a un corpo di massa 1 kg un’accelerazione di 1 m/s². Il newton non ha un campione proprio. È costruito da chilogrammo, metro e secondo, ed è preciso quanto loro.
Anche il peso è una forza. È la forza con cui un corpo preme sull’appoggio. Sulla Terra un chilogrammo pesa circa 9,8 N, sulla Luna sei volte meno, mentre la massa resta la stessa. Per questo una bilancia a molla sulla Luna mostra un altro numero, e una bilancia a bracci lo stesso.
Quanta sabbia pesa un newton
Sul piatto c’è proprio la sabbia che serve perché la molla segni 1 N. Più debole è la gravità, più sabbia occorre. L’altezza del mucchio è la massa della sabbia, la linea blu il segno di 1 N sulla scala. È la stessa su tutti i corpi celesti.
A chi compra interessa quanta sostanza c’è nel pacco, ed è la massa. Il peso dipende dal luogo: all’equatore un pacco pesa mezzo per cento meno che al polo. Le bilance dei negozi misurano una forza, ma vengono tarate sul posto con pesi campione. Per questo il display mostra grammi.
Lo stesso newton regge un carico e accelera un carrello
A sinistra un dinamometro a molla. La freccia rossa è il peso dell’oggetto, quella blu la forza della molla. Quando sono uguali, il carico resta fermo. A destra un carrello su una rotaia. Un’elica dietro lo spinge con forza costante, indicata dalla freccia blu. I punti sul nastro si segnano ogni 0,1 s. Più i punti sono distanti, più veloce va il carrello. La linea verde è il traguardo a 1 m. Il corpo celeste cambia il peso del carico e l’attrito, ma non la spinta dell’elica.
Una mela di 102 g pesa 1,00 N sulla Terra. Lo stesso newton accelera un carrello da un chilogrammo di 1 m/s² ogni secondo.
02 · Conversione
| Unità | Valore | Dove si incontra |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Il chilogrammo-forza è il peso di un chilogrammo con g normale. Vale esattamente 9,806 65 newton.
La dina del sistema CGS è centomila volte più piccola del newton. Accelera un grammo di 1 cm/s².
Negli USA la spinta dei motori a reazione si indica ancora in lbf: 100 000 lbf sono 445 kN.
03 · Ordini di grandezza
04 · Strumenti di misura
05 · Regole di scrittura
06 · Unità vicine
07 · Sezione storica
La caduta libera è troppo rapida per cronometrarla con un pendolo. Nel 1784 George Atwood appese due pesi quasi uguali a una puleggia. Il piccolo sovrappeso trascina il sistema lentamente, e l’accelerazione si misura in secondi. Così la seconda legge di Newton fu verificata per la prima volta sul tavolo.
Il newton si fonda sul chilogrammo. Dal 2019 il chilogrammo è definito tramite la costante di Planck, e la forza si può realizzare senza pesi: nella bilancia di Kibble il peso è bilanciato da una forza elettromagnetica. I laboratori nazionali realizzano grandi forze con macchine a pesi diretti fino a 1 MN e tarano gli strumenti secondo la ISO 376.
Catalogo delle grandezze
tutto l'indice →Le sette unità di base del SI
Una goccia d'acido cambia il colore del succo, il sale colora la fiamma, l'acqua gela con un colpo. Sotto, tutte le schede di Simetrium, per disciplina e in ordine alfabetico.
Apri l'indice →