牛顿
SI 导出单位 · 量：力
01 · 定义
使一千克质量每秒获得一米每秒速度增量的力。这是个不大的量：一只中等大小的苹果压在手掌上，大约就是这么大的力。
定义直接重述力学第二定律，因此既不需要实物基准，也不需要检定装置：牛顿完全由千克、米和秒确定。这一单位要消除的那种混淆，也正源于此。质量是物体的属性，在宇宙任何地方都不改变；重量则是物体压在支承上的力，取决于物体所在之处。一千克在月球上仍是一千克，可牛顿数在那里少了六倍。当两个量都叫做千克时，这个差别只能记在心里；牛顿把它写进了符号。
匀速运动不需要力：无物阻滞的小车会自己滚动。牛顿用来改变速度，或托住将要下落的物体。一牛顿在一秒内把一千克加速到每秒一米；十牛顿把同一千克加速快十倍，或以同样的快慢加速十千克——在第二定律里，质量与加速度地位相同。
02 · 换算
牛顿、千克力与磅力
所有系数按定义都是精确的：千克力与磅力由标准重力加速度确定，达因由厘米和克确定。
千克力定义为一千克在标准重力加速度下的重量，即每二次方秒 9.806 65 米。这个数字是约定的：实际加速度从赤道的 9.78 到极地的 9.83，所以同一只砝码在基多和摩尔曼斯克压秤的力并不相同。工业用秤因此要在安装地校准。
| 单位 | 名称 | 数值 | 常见之处 |
|---|---|---|---|
| N | 牛顿 | 1 | SI 中力的基本写法 |
| kN | 千牛 | 0.001 | 建筑、推力、荷载 |
| MN | 兆牛 | 1·10⁻⁶ | 火箭、压力机、桥梁 |
| mN | 毫牛 | 1 000 | 实验室测量 |
| µN | 微牛 | 1·10⁶ | 微机械、太阳帆 |
| kgf | 千克力 | 0.101972 | g₀ 下一千克的重量 |
| gf | 克力 | 101.972 | 药房与实验室天平 |
| tf | 吨力 | 0.000101972 | 起重机、口语中的发动机推力 |
| lbf | 磅力 | 0.224809 | 英语国家的工程 |
| ozf | 盎司力 | 3.59694 | 小力、弹簧 |
| 达因 | 达因 | 100 000 | CGS 制，十九世纪物理学 |
| 磅达 | 磅达 | 7.23301 | 英制绝对单位制 |
| sn | 斯坦 | 0.001 | MTS 制，法国 1919–1961 |
重量按标准重力加速度 9.806 65 m/s² 计算；加速度对应一吨质量。
03 · 数量级
从尘埃到升空的火箭一牛顿——手掌上的苹果
04 · 测量仪器
用什么量度力
最直接的办法：胡克定律把伸长与力线性地联系起来，刻度可以直接按牛顿划分。精度受弹簧弹性后效和温度限制，因此在生产中它一直只是粗测的器具。
粘贴在弹性体上的栅格随金属一同拉伸，电阻变化不过百分之几分之一。电桥把它变成电压——从厨房秤到轨道衡，所有商用和工业用秤都是这样工作的。
各国计量院用已知质量的重物在测定了加速度的重力场中悬挂，以此复现牛顿。最大的装置可达数兆牛，试验室的传感器都按它们校准。
石英受载会自行产生电荷，响应跟得上微秒量级的冲击。这类传感器用来测切削力、后坐力和碰撞试验；静载它们保持不住——电荷会漏掉。
05 · 书写规则
大写 N，不加点
符号取自姓氏，因此首字母大写，而单位名称在正文中用小写：newton，符号却是 N。俄文符号为 Н，在混排文本中容易与表示亨利的拉丁字母 H 混淆。数字与符号之间用不断行空格。
词头“千”写作小写：kN，不是 KN。力矩用牛顿米表示，虽然量纲与焦耳相同，却不可互相替代：功与力矩是不同的量。千克力和吨力在工程中一直沿用到八十年代，见于旧图纸和手册，ISO 80000-4 已不推荐使用。
07 · 历史部分
牛顿之前用什么量度力
第二运动定律的表述里没有任何力的单位：牛顿写的是比例，不是数字。要用确定的东西量度力，是机器和工程计算到来之后才需要的。
工程师用千克力计算——那是砝码的重量，一眼可辨。物理学家则偏爱厘米克秒制和达因，后者比牛顿小十万倍。一方的计算得替另一方换算过来。
第九届国际计量大会核定“牛顿”之名，用于在一秒内把一千克加速到每秒一米的力。1960 年，这一单位随其余导出单位一同进入国际单位制。
千克力退出了文件，却留在口语里：发动机推力仍按吨说，压力机的力仍按千克说。商店里的弹簧秤明明测的是力，显示的却是质量，而且要按当地的重力加速度调校。
牛顿无法用实物基准复现——只能计算
千克曾有实物原器，米曾是铂尺上的一道刻线；牛顿却没有、也不可能有作为样品的实物。这一单位由三个基本单位定义，靠计算来复现：悬挂已知质量的重物，再乘以在安装地测到的重力加速度，测量精确到百万分之一。力学计量的特点由此而来：国家的力基准与一个地理点绑在一起。把机器搬到另一座城市，就意味着重新测量当地加速度，因为它随纬度、海拔，甚至地基下岩层的密度而变。实验室旁边一座两百米的山，会把结果推移到第六位。天平则全然没有这份操心：它比较质量，重力在两个秤盘上互相抵消——所以称重比测力早了几千年。
目录 · 计量单位
每个量都有一份档案
七个国际单位制基本单位、二十二个有专名的导出单位，以及工程和日常都离不开的非国际制单位。每个单位一页：定义、换算、仪器、书写规则。共 32 种语言。
有专名的 SI 导出单位
牛顿档案已打开SI 基本单位
赭色者为千克、米和秒，牛顿由它们构成非国际制单位
赭色者为其他单位制中的力单位档案语言
32 种语言。符号 N 是国际通用的；名称随姓氏而来，因此变化很小：newton, Newton, ньютон, ニュートン。