نیوٹن
SI مشتق اکائی · مقدار: قوت
01 · تعریف
وہ قوت جو ایک کلوگرام کمیت کو ہر سیکنڈ ایک میٹر فی سیکنڈ کی رفتار دیتی ہے۔ مقدار زیادہ نہیں: درمیانے سائز کا ایک سیب ہتھیلی پر تقریباً اتنی ہی قوت سے دباؤ ڈالتا ہے۔
تعریف براہِ راست میکانیات کے دوسرے قانون کو دہراتی ہے، اسی لیے نہ کسی مادی معیار کی ضرورت ہے نہ کسی جانچ کے آلے کی: نیوٹن پوری طرح کلوگرام، میٹر اور سیکنڈ سے متعین ہوتا ہے۔ وہ الجھن بھی یہیں سے پیدا ہوتی ہے جسے دور کرنے کے لیے یہ اکائی آئی۔ کمیت جسم کی خاصیت ہے اور کائنات میں کہیں نہیں بدلتی؛ وزن وہ قوت ہے جس سے جسم اپنے سہارے پر دباؤ ڈالتا ہے، اور اس کا انحصار اس پر ہے کہ جسم کہاں ہے۔ ایک کلوگرام چاند پر بھی ایک کلوگرام رہتا ہے، مگر وہاں نیوٹن کی تعداد چھ گنا کم ہو جاتی ہے۔ جب تک دونوں مقداریں کلوگرام کہلاتی رہیں، یہ فرق ذہن میں رکھنا پڑتا تھا؛ نیوٹن اسے علامت میں لے آیا۔
یکساں حرکت کو قوت درکار نہیں: جس ریڑھی کو کچھ نہ روکے وہ خود ہی لڑھکتی رہتی ہے۔ نیوٹن اُس وقت چاہیے جب رفتار بدلنی ہو یا کسی جسم کو گرنے سے تھامنا ہو۔ ایک نیوٹن ایک کلوگرام کو ایک سیکنڈ میں ایک میٹر فی سیکنڈ تک لے آتا ہے، اور دس نیوٹن اسی کلوگرام کو دس گنا تیز، یا دس کلوگرام کو اسی رفتار سے تیز کرتے ہیں — دوسرے قانون میں کمیت اور اسراع برابر کے ہیں۔
02 · تبدیلی
نیوٹن، کلوگرام قوت اور پاؤنڈ قوت
تمام عددی نسبتیں تعریف کے اعتبار سے بالکل درست ہیں: کلوگرام قوت اور پاؤنڈ قوت معیاری ثقلی اسراع سے متعین ہیں، اور ڈائن سینٹی میٹر اور گرام سے۔
کلوگرام قوت کی تعریف یہ ہے کہ وہ معیاری ثقلی اسراع، یعنی 9.806 65 میٹر فی سیکنڈ مربع، پر ایک کلوگرام کا وزن ہے۔ یہ عدد ایک قرارداد ہے: اصل اسراع خطِ استوا پر 9.78 سے قطب پر 9.83 تک بدلتا ہے، چنانچہ ایک ہی باٹ کیٹو اور مرمانسک میں ترازو پر الگ الگ دباؤ ڈالتا ہے۔ اسی لیے صنعتی ترازو نصب کرنے کی جگہ پر ہی معیار پر لائے جاتے ہیں۔
| اکائی | نام | قدر | کہاں ملتی ہے |
|---|---|---|---|
| N | نیوٹن | 1 | SI میں قوت کی بنیادی تحریر |
| kN | کلونیوٹن | 0.001 | تعمیرات، دھکا، بوجھ |
| MN | میگانیوٹن | 1·10⁻⁶ | راکٹ، پریس، پل |
| mN | ملی نیوٹن | 1 000 | تجربہ گاہ کی پیمائشیں |
| µN | مائیکرو نیوٹن | 1·10⁶ | خُردمیکانیات، شمسی بادبان |
| kgf | کلوگرام قوت | 0.101972 | g₀ پر ایک کلوگرام کا وزن |
| gf | گرام قوت | 101.972 | دواخانے اور تجربہ گاہ کے ترازو |
| tf | ٹن قوت | 0.000101972 | کرینیں، بول چال میں انجن کا دھکا |
| lbf | پاؤنڈ قوت | 0.224809 | انگریزی بولنے والوں کی صنعت |
| ozf | اونس قوت | 3.59694 | چھوٹی قوتیں، کمانیاں |
| ڈائن | ڈائن | 100 000 | CGS نظام، انیسویں صدی کی طبیعیات |
| پاؤنڈل | پاؤنڈل | 7.23301 | انگریزی مطلق نظام |
| sn | سٹین | 0.001 | MTS نظام، فرانس 1919–1961 |
وزن معیاری ثقلی اسراع 9.806 65 m/s² پر شمار کیا گیا ہے؛ اسراع ایک ٹن کمیت کے لیے ہے۔
03 · مقدار کے درجے
ذرۂ غبار سے اُڑتے راکٹ تکایک نیوٹن — ہتھیلی پر سیب
04 · پیمائشی آلات
قوت کس چیز سے ناپی جاتی ہے
سب سے سیدھا راستہ: ہُک کا قانون کھنچاؤ کو قوت سے خطی طور پر جوڑتا ہے، اور پیمانے کو سیدھا نیوٹن میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ درستی کو کمانی کے لچکدار بعد از اثر اور درجۂ حرارت محدود کرتے ہیں، اسی لیے پیداوار میں یہ آلہ موٹے اندازے کا پیمانہ ہی رہا۔
لچکدار جزو پر چپکی ہوئی جالی دھات کے ساتھ کھنچتی ہے اور اس کی مزاحمت فیصد کے چند حصوں کے برابر بدلتی ہے۔ پُل نما دَور اسے وولٹیج میں بدل دیتا ہے — باورچی خانے کے ترازو سے لے کر ویگن کے کانٹے تک تمام تجارتی اور صنعتی ترازو اسی طرح کام کرتے ہیں۔
قومی ادارۂ پیمائش نیوٹن کو معلوم کمیت کے بوجھوں سے حاصل کرتے ہیں، جنہیں ایسے ثقلی میدان میں لٹکایا جاتا ہے جس کا اسراع ناپا جا چکا ہو۔ سب سے بڑی تنصیبات کئی میگانیوٹن پیدا کرتی ہیں، اور جانچ گاہوں کے حساسے انہی کے مطابق درست کیے جاتے ہیں۔
بوجھ کے نیچے کوارٹز خود بار پیدا کرتا ہے، اور ردِعمل مائیکرو سیکنڈ کے جھٹکے کا بھی ساتھ دیتا ہے۔ ایسے حساسوں سے کٹائی کی قوت، پیچھے کا جھٹکا اور ٹکراؤ کے تجربے ناپے جاتے ہیں؛ ساکن بوجھ وہ نہیں تھامتے — بار رِس جاتا ہے۔
05 · لکھنے کے اصول
بڑا N، نقطے کے بغیر
علامت خاندانی نام سے بنی ہے، اسی لیے بڑے حرف میں لکھی جاتی ہے، جب کہ اکائی کا نام متن میں چھوٹے حرف سے: newton، مگر علامت N۔ روسی علامت Н ہے، اور ملی جلی تحریر میں اسے ہنری کی لاطینی H سے آسانی سے خلط ملط کیا جا سکتا ہے۔ عدد اور علامت کے درمیان نہ ٹوٹنے والا وقفہ رکھا جاتا ہے۔
سابقہ کلو چھوٹے حرف سے لکھا جاتا ہے: kN، نہ کہ KN۔ قوت کا عزم نیوٹن میٹر میں دیا جاتا ہے، اور اگرچہ اس کی بُعدی ترکیب جول جیسی ہے، ایک کو دوسرے کی جگہ نہیں رکھا جا سکتا: کام اور عزم الگ مقداریں ہیں۔ کلوگرام قوت اور ٹن قوت اسّی کی دہائی تک صنعت میں روا تھے، پرانے نقشوں اور کتابچوں میں ملتے ہیں، اور معیار ISO 80000-4 اب ان کی سفارش نہیں کرتا۔
06 · ہمسایہ اکائیاں
نیوٹن مشتق اکائیوں کے پورے جھنڈ کی جڑ پر کھڑا ہے: اسے رقبے پر تقسیم کریں تو پاسکل نکلتا ہے، فاصلے سے ضرب دیں تو جول۔
فی مربع میٹر نیوٹن
قوت
کام کا نیوٹن میٹر
Simetrium کے ہمسایہ پرچوں میں: پاسکل دباؤ کے لیے، جول کام کے لیے، واٹ طاقت کے لیے اور کلوگرام — وہ بنیادی اکائی جس سے نیوٹن متعین ہوتا ہے۔ نظام سے باہر کی اکائیوں میں ساتھ کھڑے ہیں پاؤنڈ قوت اور فٹ پاؤنڈ، دونوں انگریزی بولنے والوں کی صنعت میں آج بھی زندہ ہیں۔
07 · تاریخی حصہ
نیوٹن سے پہلے قوت کس چیز سے ناپی جاتی تھی
حرکت کا دوسرا قانون قوت کی کسی اکائی کے بغیر وضع ہوا: نیوٹن نسبتوں کے بارے میں لکھتے تھے، عددوں کے بارے میں نہیں۔ قوت کو کسی متعین چیز سے ناپنے کی ضرورت مشینوں اور انجینئری حسابوں کے آنے پر ہی پیش آئی۔
انجینئر کلوگرام قوت میں حساب کرتے تھے — باٹ کا وزن، جو آنکھ سمجھ لیتی ہے۔ طبیعیات دانوں نے سینٹی میٹر-گرام-سیکنڈ نظام اور ڈائن کو ترجیح دی، جو نیوٹن سے ایک لاکھ گنا چھوٹا ہے۔ ایک فریق کے حساب دوسرے کے لیے بدلنے پڑتے تھے۔
اوزان و پیمائش کی نویں عام کانفرنس نے اس قوت کے لیے نیوٹن کا نام منظور کیا جو ایک کلوگرام کو ایک سیکنڈ میں ایک میٹر فی سیکنڈ تک لے آتی ہے۔ 1960 میں یہ اکائی باقی مشتق اکائیوں کے ساتھ بین الاقوامی نظام میں شامل ہوئی۔
کلوگرام قوت دستاویزوں سے چلی گئی، مگر بول چال میں رہ گئی: انجن کا دھکا آج بھی ٹنوں میں بتایا جاتا ہے اور پریس کی قوت کلوگراموں میں۔ دکان کا کمانی دار ترازو قوت ناپتا ہے مگر کمیت دکھاتا ہے، اور اسے مقامی ثقلی اسراع کے مطابق ترتیب دیا جاتا ہے۔
نیوٹن کو مادی معیار سے حاصل نہیں کیا جا سکتا — صرف شمار کیا جا سکتا ہے
کلوگرام کا ایک مادی معیار تھا، میٹر کی پلاٹینم کے پیمانے پر ایک لکیر؛ مگر نیوٹن کا نہ کوئی نمونہ ہے نہ ہو سکتا ہے۔ یہ اکائی تین بنیادی اکائیوں سے متعین ہے اور حساب ہی سے حاصل ہوتی ہے: معلوم کمیت کا بوجھ لٹکایا جاتا ہے اور اسے اُس ثقلی اسراع سے ضرب دی جاتی ہے جو نصب کرنے کی جگہ پر دس لاکھویں حصے تک ناپا گیا ہو۔ قوت کی پیمائش کی خصوصیت یہیں سے آتی ہے: قوت کا قومی معیار ایک جغرافیائی نقطے سے بندھا ہوتا ہے۔ مشین کو دوسرے شہر لے جانے کا مطلب ہے مقامی اسراع دوبارہ ناپنا، کیونکہ وہ عرض بلد، بلندی، حتیٰ کہ بنیادوں کے نیچے چٹان کی کثافت کے ساتھ بھی بدلتا ہے۔ تجربہ گاہ کے پاس دو سو میٹر کا پہاڑ نتیجے کو چھٹے ہندسے پر ہٹا دیتا ہے۔ ڈنڈی والا ترازو اس فکر سے سرے سے واقف نہیں: وہ کمیتوں کا موازنہ کرتا ہے، اور ثقل دونوں پلڑوں میں کٹ جاتی ہے — اسی لیے تولنا، قوت ناپنے سے ہزاروں برس پرانا ہے۔
فہرست · پیمائش کی اکائیاں
ہر مقدار کے لیے ایک پرچہ
SI کی سات بنیادی اکائیاں، اپنے ناموں والی بائیس مشتق اکائیاں، اور نظام سے باہر کی وہ اکائیاں جن کے بغیر نہ صنعت چلتی ہے نہ روزمرہ زندگی۔ ہر ایک کا اپنا ورق: تعریف، تبدیلی، آلات، لکھنے کے اصول۔ 36 زبانوں میں۔
اپنے نام والی SI مشتق اکائیاں
نیوٹن کا پرچہ کھلا ہےSI کی بنیادی اکائیاں
مٹیالے رنگ میں — کلوگرام، میٹر اور سیکنڈ، جن سے نیوٹن بنا ہےنظام سے باہر کی اکائیاں
مٹیالے رنگ میں — دوسرے نظاموں کی قوت کی اکائیاںپرچے کی زبان
36 زبانیں۔ علامت N بین الاقوامی ہے؛ نام خاندانی نام کے پیچھے چلتا ہے اس لیے کم بدلتا ہے: newton, Newton, ньютон, ニュートン۔