Newton
Segure na mão uma maçã pequena, de uns cem gramas. A palma a empurra para cima com uma força de cerca de um newton. É exatamente o necessário para a maçã não cair.
Em 1687 Isaac Newton publicou os «Princípios matemáticos da filosofia natural». Ali se diz que a mudança do movimento é proporcional à força aplicada. Hoje isso se escreve F = m·a. A unidade de força recebeu o nome de Newton só em 1948. Um newton acelera um quilograma em um metro por segundo a cada segundo.
| Notação | N |
| Através das unidades de base | kg·m·s⁻² |
| Peso de 1 kg | 9,806 65 N com g padrão · na Lua 1,62 N |
| Nomeada | em homenagem a Isaac Newton · CGPM 1948, no SI desde 1960 |
| Normas | ISO 80000-4 · Brochura do SI, 9.ª ed. · ISO 376 (instrumentos de medição de força) |
| Valores típicos | 1 nN — ponta de um microscópio de força atômica · 1 N — maçã de 102 g · 35 MN — empuxo do Saturn V |
01 · Definição
Um quilograma, um metro e dois segundos
Um newton é a força que dá a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 1 m/s². O newton não tem padrão próprio. Ele é construído a partir do quilograma, do metro e do segundo, e é tão preciso quanto eles.
O peso também é uma força. É a força com que um corpo pressiona o apoio. Na Terra um quilograma pesa cerca de 9,8 N, na Lua seis vezes menos, enquanto a massa continua a mesma. Por isso uma balança de mola mostra outro número na Lua, e uma balança de pratos mostra o mesmo.
Quanta areia pesa um newton
O prato tem a areia exata para a mola marcar 1 N. Quanto mais fraca a gravidade, mais areia é preciso. A altura do monte é a massa de areia; o traço azul, a marca de 1 N na escala. Ela é a mesma em todos os astros.
O comprador quer saber quanta substância há no pacote, e isso é massa. O peso depende do lugar: no equador um pacote pesa meio por cento menos que no polo. As balanças de loja medem força, mas são ajustadas no local com pesos-padrão. Por isso o visor mostra gramas.
O mesmo newton sustenta uma carga e acelera um carrinho
À esquerda, um dinamômetro de mola. A seta vermelha é o peso do objeto; a azul, a força da mola. Quando são iguais, a carga fica parada. À direita, um carrinho sobre um trilho. Uma hélice atrás o empurra com força constante, mostrada pela seta azul. Os pontos na fita são marcados a cada 0,1 s. Quanto mais afastados os pontos, mais rápido vai o carrinho. O traço verde é a chegada a 1 m. O astro muda o peso da carga e o atrito, mas não o empuxo da hélice.
Uma maçã de 102 g pesa 1,00 N na Terra. O mesmo newton acelera um carrinho de um quilograma em 1 m/s² a cada segundo.
02 · Conversão
| Unidade | Valor | Onde aparece |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
O quilograma-força é o peso de um quilograma com g padrão. Ele vale exatamente 9,806 65 newtons.
O dina do sistema CGS é cem mil vezes menor que o newton. Ele acelera um grama em 1 cm/s².
Nos EUA o empuxo dos motores a jato ainda é dado em lbf: 100 000 lbf são 445 kN.
03 · Ordens de grandeza
04 · Instrumentos de medição
05 · Regras de escrita
06 · Unidades vizinhas
07 · Secção histórica
A queda livre é rápida demais para ser cronometrada com um pêndulo. Em 1784 George Atwood pendurou dois pesos quase iguais numa polia. O pequeno excesso puxa o sistema devagar, e a aceleração pode ser medida em segundos. Assim a segunda lei de Newton foi testada pela primeira vez sobre a mesa.
O newton se apoia no quilograma. Desde 2019 o quilograma é definido pela constante de Planck, e a força pode ser realizada sem pesos: na balança de Kibble o peso é equilibrado por uma força eletromagnética. Os laboratórios nacionais realizam forças grandes com máquinas de peso morto de até 1 MN e calibram os instrumentos pela ISO 376.
Catálogo de grandezas
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