Newton
Satuan turunan SI · kuantiti: daya
01 · Takrif
Daya yang memberi massa satu kilogram pecutan satu meter per saat setiap saat. Besaran yang sederhana: kira-kira sebesar itulah sebuah apel sedang menekan tapak tangan.
Takrif ini langsung mengulang hukum kedua mekanika, sehingga tidak menuntut baik standar benda maupun perangkat penentukuran: newton sepenuhnya ditentukan oleh kilogram, meter, dan saat. Dari sini pula muncul kekeliruan yang hendak dihapus oleh satuan ini. Massa adalah sifat benda dan tidak berubah di mana pun di alam semesta; berat adalah daya yang ditekankan benda pada sokongannya, dan itu bergantung pada tempat benda berada. Satu kilogram tetap satu kilogram di Bulan, tetapi jumlah newton di sana menjadi enam kali lebih kecil. Selama kedua kuantiti sama-sama disebut kilogram, bedanya harus diingat dalam kepala; newton membawanya keluar ke dalam lambang.
Gerak lurus beraturan tidak memerlukan daya: kereta yang tak tertahan apa pun akan menggolek sendiri. Newton diperlukan untuk mengubah halaju atau menahan benda agar tidak jatuh. Satu newton membawa satu kilogram ke satu meter per saat dalam satu saat, sedangkan sepuluh newton memecutkan kilogram yang sama sepuluh kali lebih cepat, atau sepuluh kilogram dengan laju yang sama — dalam hukum kedua, massa dan pecutan setara.
02 · Penukaran
Newton, kilogram-daya, dan pon-daya
Semua pekali tepat menurut takrif: kilogram-daya dan pon-daya ditetapkan melalui pecutan gravitasi piawai, sedangkan dyn melalui sentimeter dan gram.
Kilogram-daya ditakrifkan sebagai berat satu kilogram pada pecutan gravitasi piawai, yaitu 9.806 65 meter per saat kuadrat. Angka itu kesepakatan: pecutan sebenarnya berubah dari 9.78 di khatulistiwa sampai 9.83 di kutub, sehingga pemberat yang sama menekan penimbang secara berbeda di Quito dan di Murmansk. Karena itu penimbang industri ditentukur di tempat pemasangannya.
| Satuan | Nama | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|---|
| N | newton | 1 | penulisan dasar daya dalam SI |
| kN | kilonewton | 0.001 | konstruksi, daya tujah, beban |
| MN | meganewton | 1·10⁻⁶ | roket, mesin penekan, jambatan |
| mN | milinewton | 1 000 | pengukuran laboratorium |
| µN | mikronewton | 1·10⁶ | mikromekanika, layar suria |
| kgf | kilogram-daya | 0.101972 | berat satu kilogram pada g₀ |
| gf | gram-daya | 101.972 | penimbang farmasi dan laboratorium |
| tf | tan-daya | 0.000101972 | kren, daya tujah mesin dalam pertuturan |
| lbf | pon-daya | 0.224809 | teknik berbahasa Inggris |
| ozf | ons-daya | 3.59694 | daya kecil, pegas |
| dyn | dyn | 100 000 | sistem CGS, fisika abad ke-19 |
| poundal | poundal | 7.23301 | sistem absolut Inggris |
| sn | sten | 0.001 | sistem MTS, Prancis 1919–1961 |
Berat dihitung pada pecutan gravitasi piawai 9.806 65 m/s²; pecutan untuk massa satu tan.
03 · Orde kuantiti
dari zarah habuk sampai roket yang lepas landasSatu newton — apel di tapak tangan
04 · Alat pengukur
Daya diukur dengan apa
Cara paling terus: hukum Hooke menghubungkan terikan dengan daya secara linear, dan skalanya dapat dibahagi dengan langsung dalam newton. Kejituannya dibatasi oleh efek elastis susulan pada pegas dan oleh suhu, sehingga di lapangan alat ini tetap menjadi alat ukur kasar.
Kisi yang direkatkan pada elemen elastis ikut meregang bersama logam, dan rintangannya berubah sebesar pecahan persen. Rangkaian jambatan mengubahnya menjadi tegangan — begitulah cara kerja semua penimbang dagang dan industri, dari penimbang dapur sampai jambatan timbang gerabak.
Institut metrologi kebangsaan merealisasikan newton dengan beban bermassa diketahui yang digantung dalam medan gravitasi yang pecutannya sudah diukur. Instalasi terbesar menghasilkan beberapa meganewton, dan sensor laboratorium uji ditentukur terhadapnya.
Kuarza yang dibebani menghasilkan muatan dengan sendirinya, dan tanggapannya mengejar hentakan selama beberapa mikrosaat. Sensor semacam ini dipakai mengukur daya potang, sentak balik, dan ujian perlanggaran; beban statis tidak mereka pertahankan — muatannya bocor keluar.
05 · Perperaturan penulisan
Huruf N kapital tanpa titik
Lambang berasal dari nama keluarga, maka ditulis dengan huruf kapital, sedangkan nama satuannya di dalam teks ditulis dengan huruf kecil: newton, tetapi lambangnya N. Lambang Rusia adalah Н, dan dalam teks campuran mudah tertukar dengan huruf Latin H untuk henry. Di antara angka dan lambang ditempatkan spasi tak terputus.
Awalan kilo ditulis dengan huruf kecil: kN, bukan KN. Momen daya dinyatakan dalam newton-meter, dan meskipun dimensinya sama dengan joule, keduanya tidak boleh saling menggantikan: kerja dan momen adalah kuantiti yang berbeda. Kilogram-daya dan tan-daya masih diizinkan dalam teknik sampai tahun delapan puluhan, dijumpai pada lukisan dan buku panduan lama, dan ISO 80000-4 tidak lagi mengesyorkannya.
06 · Satuan tetangga
Newton berdiri di akar segerumbul satuan turunan: bagilah dengan luas, keluar pascal; kalikan dengan jarak, keluar joule.
newton per meter persegi
daya
newton-meter kerja
Di helaian tetangga Simetrium: pascal untuk tekanan, joule untuk kerja, watt untuk kuasa, dan kilogram — satuan dasar yang mentakrifkan newton. Di antara satuan di luar sistem, berdiri di sampingnya pon-daya dan kaki-pon, keduanya hidup dalam teknik berbahasa Inggris.
07 · Bagian sejarah
Sebelum newton, daya diukur dengan apa
Hukum gerak kedua dirumuskan tanpa satuan daya sama sekali: Newton menulis tentang perbandingan, bukan tentang angka. Mengukur daya dengan sesuatu yang pasti baru diperlukan setelah mesin dan pengiraan kejuruteraan datang.
Para jurutera mengira dalam kilogram-daya — berat pemberat yang dapat ditangkap mata. Para fisikawan lebih memilih sistem sentimeter-gram-saat dengan dyn, seratus ribu kali lebih kecil daripada newton. Perhitungan satu pihak harus dipenukaran untuk pihak lain.
Konferensi Umum Penimbang dan Ukuran kesembilan mengesahkan nama newton bagi daya yang membawa satu kilogram ke satu meter per saat dalam satu saat. Pada 1960 satuan ini masuk ke dalam Sistem Internasional bersama satuan turunan lainnya.
Kilogram-daya telah pergi dari dokumen, tetapi tinggal dalam pertuturan: daya tujah mesin masih disebut dalam tan, dan daya mesin penekan dalam kilogram. Penimbang pegas di toko menunjukkan massa walaupun mengukur daya, dan disetel menurut pecutan gravitasi setempat.
Newton tidak dapat direalisasikan dengan standar benda — hanya dihitung
Kilogram punya standar benda, meter punya garis pada mistar platina; newton tidak punya dan tidak mungkin punya benda contoh. Satuan ini ditakrifkan melalui tiga satuan dasar dan direalisasikan melalui pengiraan: sebuah beban bermassa diketahui digantung, lalu didarab dengankan dengan pecutan gravitasi yang diukur di tempat pemasangan sampai kejituan satu per sejuta. Dari sinilah ciri khas metrologi daya: standar daya nasional terikat pada satu titik geografis. Memindahkan mesin ke kota lain berarti mengukur ulang pecutan setempat, sebab ia berubah menurut latitud, ketinggian, bahkan menurut ketumpatan batuan di bawah asas. Sebuah bukit setinggi dua ratus meter di samping laboratorium menggeser hasil pada angka keenam. Neraca lengan sama sekali tidak mengenal kerepotan ini: ia membandingkan massa, dan gravitasi terhapus di kedua piringan — karena itu menimbang jauh lebih tua ribuan tahun daripada mengukur daya.
Katalog · satuan ukuran
Satu helaian untuk tiap kuantiti
Tujuh satuan dasar SI, dua puluh dua satuan turunan bernama sendiri, dan satuan di luar sistem yang tidak dapat ditinggalkan baik oleh teknik maupun kehidupan seharian. Masing-masing punya helaiannya: takrif, penukaran, alat, peraturan penulisan. Dalam 36 bahasa.
Satuan turunan SI bernama sendiri
helaian newton terbukaSatuan dasar SI
warna terakota — kilogram, meter, dan saat, yang menyusun newtonSatuan di luar sistem
warna terakota — satuan daya dari sistem lainBahasa helaian
36 bahasa. Lambang N bersifat internasional; namanya mengikuti nama keluarga sehingga sedikit sekali berubah: newton, Newton, ньютон, ニュートン.