Njutn
Izvedena SI jedinica · veličina: sila
01 · Definicija
Sila koja masi od jednog kilograma svake sekunde daje po jedan metar u sekundi. Skromna veličina: otprilike tolikom silom jabuka srednje veličine pritiska dlan.
Definicija neposredno ponavlja drugi zakon mehanike i zato ne traži ni etalon ni uređaj za proveravanje: njutn je u potpunosti određen kilogramom, metrom i sekundom. Odatle potiče i glavna zabuna koju je jedinica pozvana da ukloni. Masa je svojstvo tela i ne menja se nigde u svemiru; težina je sila kojom telo pritiska oslonac i zavisi od toga gde se telo nalazi. Kilogram i na Mesecu ostaje kilogram, ali njutna tamo bude šest puta manje. Dok su se obe veličine zvale kilogram, razliku je trebalo držati u glavi; njutn ju je izneo u oznaku.
Ravnomerno kretanje ne traži silu: kolica koja ništa ne koči kotrljaju se sama. Njutni su potrebni da bi se promenila brzina ili da bi se telo zadržalo od pada. Jedan njutn za sekundu dovede kilogram do metra u sekundi, a deset njutna ubrzava isti kilogram deset puta brže, ili deset kilograma istim tempom — u drugom zakonu masa i ubrzanje su ravnopravni.
02 · Pretvaranje
Njutni, kilopondi i funte sile
Svi koeficijenti su tačni po definiciji: kilopond i funta sile određeni su standardnim ubrzanjem slobodnog pada, a din centimetrom i gramom.
Kilopond je određen kao težina jednog kilograma pri standardnom ubrzanju slobodnog pada, to jest 9,806 65 metara u sekundi na kvadrat. Broj je dogovor: stvarno ubrzanje menja se od 9,78 na ekvatoru do 9,83 na polu, pa isti teg različito pritiska vagu u Kitu i u Murmansku. Zato se industrijske vage baždare na mestu postavljanja.
| Jedinica | Naziv | Vrednost | Gde se sreće |
|---|---|---|---|
| N | njutn | 1 | osnovni zapis sile u SI |
| kN | kilonjutn | 0,001 | građevinarstvo, potisak, opterećenja |
| MN | meganjutn | 1·10⁻⁶ | rakete, prese, mostovi |
| mN | milinjutn | 1 000 | laboratorijska merenja |
| µN | mikronjutn | 1·10⁶ | mikromehanika, solarno jedro |
| kp | kilopond | 0,101972 | težina kilograma pri g₀ |
| p | pond | 101,972 | apotekarske i laboratorijske vage |
| Mp | megapond | 0,000101972 | dizalice, potisak motora u govoru |
| lbf | funta sile | 0,224809 | tehnika engleskog govornog područja |
| ozf | unca sile | 3,59694 | male sile, opruge |
| din | din | 100 000 | CGS sistem, fizika 19. veka |
| paundal | paundal | 7,23301 | engleski apsolutni sistem |
| sn | sten | 0,001 | MTS sistem, Francuska 1919–1961 |
Težina se računa pri standardnom ubrzanju slobodnog pada 9,806 65 m/s²; ubrzanje važi za masu od jedne tone.
03 · Redovi veličina
od zrnca prašine do rakete koja polećeJedan njutn — jabuka na dlanu
04 · Merni instrumenti
Čime se meri sila
Najkraći put: Hukov zakon vezuje istezanje sa silom linearno, pa se skala može podeliti pravo u njutnima. Tačnost ograničavaju elastično naknadno dejstvo opruge i temperatura, zato je u proizvodnji ovaj instrument ostao grubo merilo.
Rešetka zalepljena na elastični element isteže se zajedno sa metalom, a njen otpor menja se za delove procenta. Mostna šema to pretvara u napon — tako rade sve trgovačke i industrijske vage, od kuhinjske do vagonske.
Nacionalni metrološki instituti ostvaruju njutn teretima poznate mase, obešenim u polju teže čije je ubrzanje izmereno. Najveća postrojenja razvijaju nekoliko meganjutna, i prema njima se baždare senzori ispitnih laboratorija.
Kvarc pod opterećenjem sam rađa naelektrisanje, a odziv stiže i za udar koji traje mikrosekunde. Takvim senzorima mere se sila rezanja, trzaj i sudarni testovi; statičko opterećenje ne zadržavaju — naelektrisanje otiče.
05 · Pravila pisanja
Veliko N bez tačke
Oznaka je izvedena iz prezimena, zato se piše velikim slovom, dok se naziv jedinice u tekstu piše malim: njutn, ali N. Ruska oznaka je Н i u mešovitom tekstu se lako zameni sa latiničnim H koje označava henri. Između broja i oznake stavlja se nedeljivi razmak.
Predmetak kilo piše se malim slovom: kN, a ne KN. Moment sile izražava se njutn-metrom i, mada mu je dimenzija ista kao džulu, jedno se ne sme stavljati umesto drugog: rad i moment su različite veličine. Kilopond i megapond bili su dozvoljeni u tehnici do osamdesetih godina, sreću se na starim crtežima i u priručnicima, a standard ISO 80000-4 ih više ne preporučuje.
06 · Susedne jedinice
Njutn stoji u korenu čitavog žbuna izvedenih jedinica: podelite ga površinom — dobija se paskal; pomnožite ga putem — džul.
njutn po kvadratnom metru
sila
njutn-metar rada
U susednim listovima Simetrijuma: paskal za pritisak, džul za rad, vat za snagu i kilogram — osnovna jedinica preko koje je njutn određen. Od vansistemskih pored stoje funta sile i stopa-funta, koje žive u tehnici engleskog govornog područja.
07 · Istorijski deo
Čime se merila sila pre njutna
Drugi zakon kretanja formulisan je bez ikakve jedinice sile: Njutn je pisao o srazmerama, a ne o brojevima. Merenje sile nečim određenim postalo je potrebno tek s dolaskom mašina i inženjerskih proračuna.
Inženjeri su računali u kilopondima — težini tega, koja se vidi okom. Fizičari su više voleli sistem centimetar-gram-sekunda sa dinom, sto hiljada puta manjim od njutna. Proračune jednog tabora trebalo je prevoditi za drugi.
Deveta Generalna konferencija za tegove i mere potvrdila je naziv njutn za silu koja kilogram za sekundu dovede do metra u sekundi. Godine 1960. jedinica je s ostalim izvedenim jedinicama ušla u Međunarodni sistem.
Kilopond je otišao iz dokumenata, ali je ostao u govoru: potisak motora i dalje se navodi u tonama, a sila prese u kilogramima. Opružna vaga u prodavnici pokazuje masu iako meri silu, i podešava se prema mesnom ubrzanju slobodnog pada.
Njutn se ne može ostvariti etalonom — samo izračunati
Kilogram je imao etalon, metar crtu na platinskom lenjiru; njutn nema i ne može imati predmet-uzorak. Jedinica je određena preko tri osnovne i ostvaruje se računom: obesi se teret poznate mase i pomnoži ubrzanjem slobodnog pada, izmerenim na mestu postavljanja s tačnošću do milionitih delova. Otuda osobenost metrologije sile: nacionalni etalon sile vezan je za geografsku tačku. Preneti mašinu u drugi grad znači ponovo izmeriti mesno ubrzanje, jer se ono menja sa geografskom širinom, s nadmorskom visinom, pa i s gustinom stena ispod temelja. Brdo od dvesta metara pored laboratorije pomera rezultat na šestom mestu. Vaga s polugom ovu brigu uopšte ne poznaje: ona poredi mase, a sila teže se skraćuje na oba tasa — zato je merenje težine hiljadama godina starije od merenja sile.
Katalog · merne jedinice
List za svaku veličinu
Sedam osnovnih SI jedinica, dvadeset dve izvedene sa sopstvenim imenima i vansistemske jedinice bez kojih ne prolaze ni tehnika ni svakodnevica. Svaka ima svoj list: definicija, pretvaranje, instrumenti, pravila pisanja. Na 36 jezika.
Izvedene SI jedinice sa sopstvenim imenom
otvoren list njutnaOsnovne SI jedinice
terakotom — kilogram, metar i sekunda, od kojih je njutn sastavljenVansistemske jedinice
terakotom — jedinice sile drugih sistemaJezik lista
36 jezika. Oznaka N je međunarodna; naziv prati prezime i zato se malo menja: newton, Newton, ньютон, ニュートン.