Newton
Neem een kleine appel in je hand, zo’n honderd gram. Je handpalm duwt hem omhoog met een kracht van ongeveer één newton. Precies genoeg om de appel niet te laten vallen.
In 1687 publiceerde Isaac Newton de «Wiskundige beginselen van de natuurfilosofie». Daarin staat dat de verandering van beweging evenredig is met de uitgeoefende kracht. Nu schrijven we dat als F = m·a. De krachteenheid werd pas in 1948 naar Newton genoemd. Eén newton versnelt één kilogram elke seconde met een meter per seconde.
| Aanduiding | N |
| Via de basiseenheden | kg·m·s⁻² |
| Gewicht van 1 kg | 9,806 65 N bij normale g · op de maan 1,62 N |
| Genoemd | naar Isaac Newton · CGPM 1948, in het SI sinds 1960 |
| Normen | ISO 80000-4 · SI-brochure, 9e ed. · ISO 376 (krachtmeetinstrumenten) |
| Typische waarden | 1 nN — naald van een atoomkrachtmicroscoop · 1 N — appel van 102 g · 35 MN — stuwkracht van de Saturn V |
01 · Definitie
Een kilogram, een meter en twee seconden
Een newton is de kracht die een lichaam met een massa van 1 kg een versnelling van 1 m/s² geeft. Een eigen standaard heeft de newton niet. Hij is opgebouwd uit kilogram, meter en seconde, en even nauwkeurig als zij.
Ook gewicht is een kracht. Het is de kracht waarmee een lichaam op zijn steun drukt. Op aarde weegt een kilogram ongeveer 9,8 N, op de maan zes keer minder, terwijl de massa gelijk blijft. Daarom geeft een veerweegschaal op de maan een ander getal, en een balans hetzelfde.
Hoeveel zand weegt één newton
In de schaal ligt precies zoveel zand dat de veer 1 N aanwijst. Hoe zwakker de zwaartekracht, hoe meer zand er nodig is. De hoogte van het hoopje is de massa van het zand, de blauwe streep de markering 1 N op de schaal. Die is op alle hemellichamen dezelfde.
De koper wil weten hoeveel stof er in het pak zit, en dat is massa. Gewicht hangt af van de plaats: op de evenaar weegt een pak een half procent minder dan op de pool. Winkelweegschalen meten een kracht, maar worden ter plekke met gewichten geijkt. Daarom toont het display gram.
Dezelfde newton houdt een last en versnelt een karretje
Links een veerunster. De rode pijl is het gewicht van het voorwerp, de blauwe de veerkracht. Zijn ze gelijk, dan hangt de last stil. Rechts een karretje op een rail. Een propeller achterop duwt het met een constante kracht, die de blauwe pijl toont. De punten op de strook worden elke 0,1 s gezet. Hoe verder de punten uit elkaar, hoe sneller het karretje rijdt. De groene streep is de finish na 1 m. Het hemellichaam verandert het gewicht van de last en de wrijving, maar niet de stuwkracht van de propeller.
Een appel van 102 g weegt op aarde 1,00 N. Dezelfde newton versnelt een karretje van een kilogram elke seconde met 1 m/s².
02 · Omrekening
| Eenheid | Waarde | Waar het voorkomt |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Een kilogramkracht is het gewicht van een kilogram bij normale g. Die is precies 9,806 65 keer zo groot als een newton.
De dyne uit het cgs-stelsel is honderdduizend keer kleiner dan een newton. Ze versnelt een gram met 1 cm/s².
In de VS wordt de stuwkracht van straalmotoren nog steeds in lbf opgegeven: 100 000 lbf is 445 kN.
03 · Ordes van grootte
04 · Meetinstrumenten
05 · Schrijfregels
06 · Naburige eenheden
07 · Historisch deel
Vrije val is te snel om met een slinger te timen. In 1784 hing George Atwood twee bijna gelijke gewichten over een katrol. Het kleine overgewicht trekt het systeem langzaam, en de versnelling is in seconden te meten. Zo werd de tweede wet van Newton voor het eerst op tafel getoetst.
De newton steunt op de kilogram. Sinds 2019 is de kilogram vastgelegd via de constante van Planck, en kracht kan nu zonder gewichten worden gerealiseerd: in de Kibble-balans wordt het gewicht gecompenseerd door een elektromagnetische kracht. Nationale laboratoria realiseren grote krachten met belastingsmachines tot 1 MN en kalibreren krachtmeters volgens ISO 376.
Catalogus van grootheden
de hele index →De zeven SI-basiseenheden
Een druppel zuur verandert de kleur van het sap, zout kleurt de vlam, water bevriest door een tik. Daaronder alle bladen van Simetrium, per vakgebied en alfabetisch.
Index openen →