Niuton
Weź do ręki małe jabłko, około stu gramów. Dłoń naciska na nie od dołu z siłą mniej więcej jednego niutona. Dokładnie tyle trzeba, żeby jabłko nie spadło.
W 1687 roku Isaac Newton opublikował «Matematyczne zasady filozofii przyrody». Napisał tam, że zmiana ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły. Dziś zapisuje się to jako F = m·a. Jednostkę siły nazwano na cześć Newtona dopiero w 1948 roku. Jeden niuton przyspiesza jeden kilogram o metr na sekundę w każdej sekundzie.
| Oznaczenie | N |
| Przez jednostki podstawowe | kg·m·s⁻² |
| Ciężar 1 kg | 9,806 65 N przy normalnym g · na Księżycu 1,62 N |
| Nazwana | na cześć Isaaca Newtona · CGPM 1948, w SI od 1960 |
| Normy | ISO 80000-4 · Broszura SI, wyd. 9 · ISO 376 (przyrządy do pomiaru siły) |
| Typowe wartości | 1 nN — ostrze mikroskopu sił atomowych · 1 N — jabłko 102 g · 35 MN — ciąg Saturna V |
01 · Definicja
Kilogram, metr i dwie sekundy
Niuton to siła, która nadaje ciału o masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s². Niuton nie ma własnego wzorca. Jest zbudowany z kilograma, metra i sekundy i ma tę samą dokładność co one.
Ciężar to też siła. To siła, z jaką ciało naciska na podłoże. Na Ziemi kilogram waży około 9,8 N, na Księżycu sześć razy mniej, a masa pozostaje ta sama. Dlatego waga sprężynowa na Księżycu pokaże inną liczbę, a waga szalkowa tę samą.
Ile piasku waży jeden niuton
Na szalce leży dokładnie tyle piasku, żeby sprężyna wskazała 1 N. Im słabsze przyciąganie, tym więcej piasku potrzeba. Wysokość kopczyka to masa piasku, niebieska kreska — znak 1 N na skali. Jest taka sama na wszystkich ciałach niebieskich.
Kupującego obchodzi, ile substancji jest w paczce, a to jest masa. Ciężar zależy od miejsca: na równiku paczka waży o pół procent mniej niż na biegunie. Wagi sklepowe mierzą siłę, ale wzorcuje się je na miejscu odważnikami. Dlatego wyświetlacz pokazuje gramy.
Ten sam niuton utrzymuje ciężarek i rozpędza wózek
Po lewej siłomierz sprężynowy. Czerwona strzałka to ciężar przedmiotu, niebieska — siła sprężyny. Gdy są równe, ciężarek wisi nieruchomo. Po prawej wózek na szynie. Śmigło z tyłu pcha go stałą siłą, pokazaną niebieską strzałką. Punkty na taśmie stawia się co 0,1 s. Im dalej punkty od siebie, tym szybciej jedzie wózek. Zielona kreska to meta po 1 m. Ciało niebieskie zmienia ciężar ciężarka i tarcie, ale nie ciąg śmigła.
Jabłko o masie 102 g waży na Ziemi 1,00 N. Ten sam niuton rozpędza kilogramowy wózek o 1 m/s² w każdej sekundzie.
02 · Przeliczanie
| Jednostka | Wartość | Gdzie występuje |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Kilogram-siła to ciężar kilograma przy normalnym g. Jest dokładnie 9,806 65 razy większy od niutona.
Dyna z układu CGS jest sto tysięcy razy mniejsza od niutona. Przyspiesza gram o 1 cm/s².
W USA ciąg silników odrzutowych wciąż podaje się w lbf: 100 000 lbf to 445 kN.
03 · Rzędy wielkości
04 · Przyrządy pomiarowe
05 · Zasady zapisu
06 · Jednostki sąsiednie
07 · Dział historyczny
Swobodne spadanie jest za szybkie, żeby zmierzyć je wahadłem. W 1784 roku George Atwood przewiesił przez bloczek dwa prawie równe ciężarki. Mała nadwyżka ciągnie układ powoli, a przyspieszenie da się zmierzyć w sekundach. Tak po raz pierwszy sprawdzono na stole drugą zasadę dynamiki Newtona.
Niuton opiera się na kilogramie. Od 2019 roku kilogram jest zdefiniowany przez stałą Plancka, a siłę można odtworzyć bez odważników: w wadze Kibble’a ciężar równoważy siła elektromagnetyczna. Krajowe laboratoria odtwarzają duże siły maszynami obciążnikowymi do 1 MN i wzorcują siłomierze według ISO 376.
Katalog wielkości
cały indeks →Siedem jednostek podstawowych SI
Kropla kwasu zmienia kolor soku, sól barwi płomień, woda zamarza od stuknięcia. Pod nimi wszystkie karty Simetrium według dziedzin i alfabetycznie.
Otwórz indeks →