牛頓
SI 導出單位 · 量：力
01 · 定義
使一公斤質量每秒獲得一米每秒速度增量的力。這是個不大的量：一隻中等大小的蘋果壓在手掌上，大約就是這麼大的力。
定義直接重述力學第二定律，因此既不需要實物基準，也不需要檢定裝置：牛頓完全由公斤、米和秒確定。這一單位要消除的那種混淆，也正源於此。質量是物體的屬性，在宇宙任何地方都不改變；重量則是物體壓在支承上的力，取決於物體所在之處。一公斤在月球上仍是一公斤，可牛頓數在那裏少了六倍。當兩個量都叫做公斤時，這個差別只能記在心裏；牛頓把它寫進了符號。
勻速運動不需要力：無物阻滯的小車會自己滾動。牛頓用來改變速度，或托住將要下落的物體。一牛頓在一秒內把一公斤加速到每秒一米；十牛頓把同一公斤加速快十倍，或以同樣的快慢加速十公斤——在第二定律裏，質量與加速度地位相同。
02 · 換算
牛頓、公斤力與磅力
所有係數按定義都是精確的：公斤力與磅力由標準重力加速度確定，達因由釐米和克確定。
公斤力定義爲一公斤在標準重力加速度下的重量，即每二次方秒 9.806 65 米。這個數字是約定的：實際加速度從赤道的 9.78 到極地的 9.83，所以同一只砝碼在基多和莫耳曼斯克壓秤的力並不相同。工業用秤因此要在安裝地校正。
| 單位 | 名稱 | 數值 | 常見之處 |
|---|---|---|---|
| N | 牛頓 | 1 | SI 中力的基本寫法 |
| kN | 千牛頓 | 0.001 | 建築、推力、荷載 |
| MN | 百萬牛頓 | 1·10⁻⁶ | 火箭、壓力機、橋樑 |
| mN | 毫牛頓 | 1 000 | 實驗室測量 |
| µN | 微牛頓 | 1·10⁶ | 微機械、太陽帆 |
| kgf | 公斤力 | 0.101972 | g₀ 下一公斤的重量 |
| gf | 公克力 | 101.972 | 藥房與實驗室天平 |
| tf | 公噸力 | 0.000101972 | 起重機、口語中的發動機推力 |
| lbf | 磅力 | 0.224809 | 英語國家的工程 |
| ozf | 盎司力 | 3.59694 | 小力、彈簧 |
| 達因 | 達因 | 100 000 | CGS 制，十九世紀物理學 |
| 磅達 | 磅達 | 7.23301 | 英制絕對單位制 |
| sn | 斯坦 | 0.001 | MTS 制，法國 1919–1961 |
重量按標準重力加速度 9.806 65 m/s² 計算；加速度對應一公噸質量。
03 · 數量級
從塵埃到升空的火箭一牛頓——手掌上的蘋果
04 · 測量儀器
用什麼量度力
最直接的辦法：胡克定律把伸長與力線性地聯繫起來，刻度可以直接按牛頓劃分。精度受彈簧彈性後效和溫度限制，因此在生產中它一直只是粗測的器具。
粘貼在彈性體上的柵格隨金屬一同拉伸，電阻變化不過百分之幾分之一。電橋把它變成電壓——從廚房秤到地磅，所有商用和工業用秤都是這樣工作的。
各國計量院用已知質量的重物在測定了加速度的重力場中懸掛，以此復現牛頓。最大的裝置可達數百萬牛頓，試驗室的感測器都按它們校正。
石英受載會自行產生電荷，響應跟得上微秒量級的衝擊。這類感測器用來測切削力、後坐力和碰撞試驗；靜載它們保持不住——電荷會漏掉。
05 · 書寫規則
大寫 N，不加點
符號取自姓氏，因此首字母大寫，而單位名稱在正文中用小寫：newton，符號卻是 N。俄文符號爲 Н，在混排文本中容易與表示亨利的拉丁字母 H 混淆。數字與符號之間用不斷行空格。
詞頭“千”寫作小寫：kN，不是 KN。力矩用牛頓米表示，雖然量綱與焦耳相同，卻不可互相替代：功與力矩是不同的量。公斤力和公噸力在工程中一直沿用到八十年代，見於舊圖紙和手冊，ISO 80000-4 已不推薦使用。
07 · 歷史部分
牛頓之前用什麼量度力
第二運動定律的表述裏沒有任何力的單位：牛頓寫的是比例，不是數字。要用確定的東西量度力，是機器和工程計算到來之後才需要的。
工程師用公斤力計算——那是砝碼的重量，一眼可辨。物理學家則偏愛釐米克秒制和達因，後者比牛頓小十萬倍。一方的計算得替另一方換算過來。
第九屆國際計量大會覈定“牛頓”之名，用於在一秒內把一公斤加速到每秒一米的力。1960 年，這一單位隨其餘導出單位一同進入國際單位制。
公斤力退出了文件，卻留在口語裏：發動機推力仍按公噸說，壓力機的力仍按公斤說。商店裏的彈簧秤明明測的是力，顯示的卻是質量，而且要按當地的重力加速度調校。
牛頓無法用實物基準復現——只能計算
公斤曾有實物原器，米曾是鉑尺上的一道刻線；牛頓卻沒有、也不可能有作爲樣品的實物。這一單位由三個基本單位定義，靠計算來複現：懸掛已知質量的重物，再乘以在安裝地測到的重力加速度，測量精確到百萬分之一。力學計量的特點由此而來：國家的力基準與一個地理點綁在一起。把機器搬到另一座城市，就意味着重新測量當地加速度，因爲它隨緯度、海拔，甚至地基下岩層的密度而變。實驗室旁邊一座兩百米的山，會把結果推移到第六位。天平則全然沒有這份操心：它比較質量，重力在兩個秤盤上互相抵消——所以稱重比測力早了幾千年。
目錄 · 計量單位
每個量都有一份檔案
七個國際單位制基本單位、二十二個有專名的導出單位，以及工程和日常都離不開的非國際制單位。每個單位一頁：定義、換算、儀器、書寫規則。共 32 種語言。
有專名的 SI 導出單位
牛頓檔案已打開SI 基本單位
赭色者爲公斤、米和秒，牛頓由它們構成非國際制單位
赭色者爲其他單位制中的力單位檔案語言
32 種語言。符號 N 是國際通用的；名稱隨姓氏而來，因此變化很小：newton, Newton, ньютон, ニュートン。