Ньютон
Возьмите в ладонь небольшое яблоко, граммов на сто. Ладонь давит на него вверх с силой примерно в один ньютон. Ровно столько нужно, чтобы яблоко не падало.
В 1687 году Исаак Ньютон опубликовал «Математические начала натуральной философии». Там сказано, что изменение движения пропорционально приложенной силе. Сегодня это записывают как F = m·a. Единицу силы назвали в честь Ньютона только в 1948 году. Один ньютон разгоняет один килограмм на метр в секунду за каждую секунду.
| Обозначение | N |
| Через базовые | kg·m·s⁻² |
| Вес 1 kg | 9,806 65 N при стандартном g · на Луне 1,62 N |
| Названа | в честь Исаака Ньютона · CGPM 1948, в СИ с 1960 |
| Стандарты | ISO 80000-4 · SI Brochure 9th ed. · ISO 376 (силоизмерители) |
| Типичные значения | 1 nN — игла атомно-силового микроскопа · 1 N — яблоко 102 g · 35 MN — тяга Saturn V |
01 · Определение
Килограмм, метр и две секунды
Ньютон — это сила, которая сообщает телу массой 1 kg ускорение 1 m/s². Своего эталона у ньютона нет. Он собран из килограмма, метра и секунды, и точность у него та же, что у них.
Вес — тоже сила. Это та сила, с которой тело давит на опору. На Земле вес килограмма около 9,8 N, на Луне — в шесть раз меньше, а масса остаётся прежней. Поэтому пружинные весы на Луне показывают другое число, а рычажные — то же самое.
Сколько песка весит один ньютон
На чаше лежит ровно столько песка, чтобы пружина показала 1 N. Чем слабее притяжение, тем больше песка нужно. Высота горки — масса песка, синяя черта — отметка 1 N на шкале. Она одна и та же на всех небесных телах.
Покупателю важно, сколько в пачке вещества, а это масса. Вес зависит от места: на экваторе пачка весит на полпроцента меньше, чем на полюсе. Магазинные весы измеряют силу, но их настраивают по гирям на месте. Поэтому на табло получаются граммы.
Один и тот же ньютон держит груз и разгоняет тележку
Слева пружинный динамометр. Красная стрелка — вес предмета, синяя — сила пружины. Когда они равны, груз висит неподвижно. Справа тележка на рельсе. Винт сзади толкает её с постоянной силой, синяя стрелка показывает эту силу. Точки на ленте ставятся через каждые 0,1 s. Чем дальше точки друг от друга, тем быстрее едет тележка. Зелёная черта — финиш через 1 m. Небесное тело меняет вес груза и трение, но не тягу винта.
Яблоко массой 102 g весит на Земле 1,00 N. Тот же ньютон разгоняет килограммовую тележку на 1 m/s² за каждую секунду.
02 · Пересчёт
| Единица | Значение | Где встречается |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
Килограмм-сила — это вес килограмма при стандартном g. Она ровно в 9,806 65 раза больше ньютона.
Дина из системы СГС в сто тысяч раз меньше ньютона. Она разгоняет грамм на 1 cm/s².
Тягу реактивных двигателей в США до сих пор пишут в lbf: 100 000 lbf — это 445 kN.
03 · Порядки величин
04 · Приборы измерения
05 · Правила записи
06 · Соседние единицы
07 · Исторический раздел
Свободное падение слишком быстрое, чтобы засечь его по маятнику. В 1784 году Джордж Атвуд перекинул через блок два почти одинаковых груза. Маленький перевес тянет систему медленно, и ускорение можно измерить по секундам. Так второй закон Ньютона впервые проверили на столе.
Ньютон опирается на килограмм. С 2019 года килограмм задан через постоянную Планка, и силу теперь можно воспроизвести без гирь: в весах Киббла вес уравновешивают электромагнитной силой. Национальные лаборатории воспроизводят большие силы машинами с грузами до 1 MN и сверяют силоизмерители по ISO 376.
Каталог величин
весь указатель →Семь основных единиц СИ
Капля кислоты меняет цвет сока, соль красит пламя, вода замерзает от стука. Под ними — все листы Simetrium по дисциплинам и по алфавиту.
Открыть указатель →