Newton
Türetilmiş SI birimi · büyüklük: kuvvet
01 · Tanım
Bir kilogramlık kütleye her saniye bir metre bölü saniyelik ivme kazandıran kuvvet. Alçakgönüllü bir büyüklük: orta boy bir elma avuca aşağı yukarı bu kuvvetle bastırır.
Tanım doğrudan mekaniğin ikinci yasasını yineler ve bu yüzden ne bir etalon ne de bir doğrulama düzeni ister: newton tamamen kilogram, metre ve saniyeyle belirlenir. Birimin gidermek üzere doğduğu karışıklık da buradan gelir. Kütle cismin bir özelliğidir ve evrenin hiçbir yerinde değişmez; ağırlık ise cismin dayanağına uyguladığı kuvvettir ve cismin nerede bulunduğuna bağlıdır. Bir kilogram Ay’da da kilogram kalır, ama newton sayısı orada altı kat azalır. İki büyüklük de kilogram diye anıldığı sürece farkı akılda tutmak gerekiyordu; newton onu sembole taşıdı.
Düzgün hareket kuvvet istemez: hiçbir şeyin frenlemediği bir araba kendiliğinden yuvarlanır. Newton, hızı değiştirmek ya da bir cismi düşmekten alıkoymak için gerekir. Bir newton, bir kilogramı bir saniyede saniyede bir metreye çıkarır; on newton aynı kilogramı on kat hızlı ya da on kilogramı aynı hızda ivmelendirir — ikinci yasada kütle ile ivme eşit haklıdır.
02 · Dönüşüm
Newton, kilogram-kuvvet ve libre-kuvvet
Bütün katsayılar tanım gereği kesindir: kilogram-kuvvet ile libre-kuvvet standart yerçekimi ivmesiyle, dyn ise santimetre ve gramla belirlenmiştir.
Kilogram-kuvvet, standart yerçekimi ivmesinde bir kilogramın ağırlığı olarak tanımlanır: saniye karede 9,806 65 metre. Sayı bir uzlaşmadır: gerçek ivme ekvatorda 9,78’den kutupta 9,83’e değişir, öyle ki aynı ağırlık Quito’da ve Murmansk’ta teraziye farklı bastırır. Bu yüzden endüstriyel teraziler kurulduğu yerde ayarlanır.
| Birim | Ad | Değer | Nerede karşılaşılır |
|---|---|---|---|
| N | newton | 1 | SI’de kuvvetin temel yazımı |
| kN | kilonewton | 0,001 | yapı, itki, yükler |
| MN | meganewton | 1·10⁻⁶ | roketler, presler, köprüler |
| mN | milinewton | 1 000 | laboratuvar ölçümleri |
| µN | mikronewton | 1·10⁶ | mikromekanik, güneş yelkeni |
| kgf | kilogram-kuvvet | 0,101972 | g₀’da bir kilogramın ağırlığı |
| gf | gram-kuvvet | 101,972 | eczane ve laboratuvar terazileri |
| tf | ton-kuvvet | 0,000101972 | vinçler, günlük dilde motor itkisi |
| lbf | libre-kuvvet | 0,224809 | İngilizce konuşan teknik |
| ozf | ons-kuvvet | 3,59694 | küçük kuvvetler, yaylar |
| dyn | dyn | 100 000 | CGS sistemi, 19. yüzyıl fiziği |
| poundal | poundal | 7,23301 | İngiliz mutlak sistemi |
| sn | sten | 0,001 | MTS sistemi, Fransa 1919–1961 |
Ağırlık, standart yerçekimi ivmesi 9,806 65 m/s² ile hesaplanır; ivme bir tonluk kütle içindir.
03 · Büyüklük mertebeleri
toz zerresinden kalkan roketeBir newton — avuçtaki bir elma
04 · Ölçüm aletleri
Kuvvet neyle ölçülür
En dolaysız yol: Hooke yasası uzama ile kuvveti doğrusal bağlar ve ölçek doğrudan newton cinsinden bölünebilir. Doğruluğu yayın elastik ard etkisi ve sıcaklık sınırlar; üretimde alet kaba bir ölçer olarak kaldı.
Esnek gövdeye yapıştırılan ızgara metalle birlikte gerilir ve direnci yüzdenin kesirleri kadar değişir. Köprü devresi bunu gerilime çevirir — bütün ticari ve endüstriyel teraziler, mutfak terazisinden vagon kantarına kadar, böyle çalışır.
Ulusal metroloji enstitüleri newtonu, ivmesi ölçülmüş bir yerçekimi alanında asılı, kütlesi bilinen yüklerle gerçekler. En büyük düzenekler birkaç meganewton üretir ve deney laboratuvarlarının algılayıcıları bunlara göre ayarlanır.
Kuvars yük altında kendisi yük üretir ve yanıt mikrosaniyelik bir darbeye yetişir. Böyle algılayıcılarla kesme kuvveti, geri tepme ve çarpışma denemeleri ölçülür; durağan yükü tutmazlar — yük sızıp gider.
05 · Yazım kuralları
Büyük N, noktasız
Sembol bir soyadından geldiği için büyük harfle yazılır, birimin adı ise metinde küçük harfle: bir newton, ama N. Rusça sembol Н’dir ve karışık metinde henry’nin Latin H’siyle kolayca karıştırılır. Sayı ile sembol arasına bölünmez boşluk konur.
Kilo ön eki küçük harfle yazılır: kN, KN değil. Kuvvet momenti newton-metre ile verilir ve boyutu joule ile aynı olsa da biri diğerinin yerine konamaz: iş ile moment ayrı büyüklüklerdir. Kilogram-kuvvet ve ton-kuvvet teknikte seksenli yıllara dek kabul ediliyordu, eski çizimlerde ve el kitaplarında görülür ve ISO 80000-4 artık bunları önermez.
06 · Komşu birimler
Newton, koca bir türetilmiş birim çalısının kökünde durur: alana bölün — pascal çıkar; yola çarpın — joule çıkar.
metrekareye düşen newton
kuvvet
newton-metre iş
Simetrium’un komşu künyelerinde: pascal basınç için, joule iş için, watt güç için ve kilogram — newtonun tanımlandığı temel birim. SI dışı birimlerden yanında libre-kuvvet ve ayak-libre yer alır; ikisi de İngilizce konuşan teknikte yaşar.
07 · Tarihsel bölüm
Newtondan önce kuvvet neyle ölçülüyordu
İkinci hareket yasası hiçbir kuvvet birimi olmadan kuruldu: Newton oranlardan söz ediyordu, sayılardan değil. Kuvveti belirli bir şeyle ölçmek ancak makineler ve mühendislik hesaplarıyla gerekli oldu.
Mühendisler kilogram-kuvvetle hesaplıyordu — gözle kavranan bir ağırlık taşının ağırlığıyla. Fizikçiler santimetre-gram-saniye sistemini ve newtondan yüz bin kat küçük dyn’i yeğledi. Bir kampın hesaplarını öbürü için çevirmek gerekiyordu.
Dokuzuncu Genel Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı, bir kilogramı bir saniyede saniyede bir metreye çıkaran kuvvete newton adını onayladı. 1960’ta birim, öteki türetilmiş birimlerle birlikte Uluslararası Sisteme girdi.
Kilogram-kuvvet belgelerden çıktı ama konuşmada kaldı: motor itkisi hâlâ tonla, pres kuvveti kilogramla anılır. Dükkândaki yaylı terazi kuvvet ölçtüğü hâlde kütle gösterir ve yerel yerçekimi ivmesine göre ayarlanır.
Newton bir etalonla gerçeklenemez — yalnızca hesaplanır
Kilogramın bir etalonu vardı, metrenin platin bir cetvel üzerinde bir çizgisi; newtonun ise örnek alınacak bir nesnesi yok ve olamaz. Birim üç temel birimle tanımlanır ve hesapla gerçeklenir: kütlesi bilinen bir yük asılır ve kurulum yerinde milyonda bir duyarlıkla ölçülmüş yerçekimi ivmesiyle çarpılır. Kuvvet metrolojisinin özelliği buradan gelir: ulusal bir kuvvet etalonu coğrafi bir noktaya bağlıdır. Makineyi başka bir şehre taşımak, yerel ivmeyi yeniden ölçmek demektir; çünkü ivme enlemle, yükseklikle, hatta temelin altındaki kayacın yoğunluğuyla değişir. Laboratuvarın yanındaki iki yüz metrelik bir dağ sonucu altıncı basamakta kaydırır. Kollu terazi bu kaygıyı hiç bilmez: kütleleri karşılaştırır ve yerçekimi iki kefede de sadeleşir — bu yüzden tartmak, kuvvet ölçmekten bin yıllar daha eskidir.
Katalog · ölçü birimleri
Her büyüklük için bir künye
Yedi temel SI birimi, kendi adı olan yirmi iki türetilmiş birim ve ne tekniğin ne de günlük yaşamın onsuz edemediği sistem dışı birimler. Her birinin kendi sayfası var: tanım, dönüşüm, aletler, yazım kuralları. 32 dilde.
Kendi adı olan türetilmiş SI birimleri
newton künyesi açıkTemel SI birimleri
terrakota ile — newtonun kurulduğu kilogram, metre ve saniyeSistem dışı birimler
terrakota ile — başka sistemlerin kuvvet birimleriKünyenin dili
32 dil. N sembolü uluslararasıdır; ad soyadın peşinden gider ve bu yüzden az değişir: newton, Newton, ньютон, ニュートン.