牛頓 (單位)

牛頓(newton,符號 N),简称,是国际单位制(SI)中力的单位,其定义为使 1kg质量产生 1m/s²加速度的力。

牛顿属于导出单位,若以国际单位制基本单位表示,1 牛顿等于 1 kg⋅m/s²。

牛顿,此物理学单位,以艾萨克·牛顿的名字命名,以表彰他在经典力学领域,特别是牛顿第二运动定律方面的卓越贡献。

定義
牛頓是一個國際單位制導出單位,它是由kg·m·s−2的國際單位制基本單位導出。1牛頓等於要使質量1千克物體的加速度為1 m/s2時,所需要的力。利用因次分析,因為 F = ma(force(力)= mass(質量)× acceleration(加速度)),將質量及加速度的單位相乘,即可得到牛頓和基本單位之間的關係。

舉例

  • 一牛頓是一個大約102克(kg,約為一個小蘋果的質量,或两个鸡蛋的质量)的物體在地表所受到的地球引力。
  • 一千克的物體在地表受到的重力約為9.8 Ν(或是1.0 kgf,依定義 1 kgf = 9.80665 N)在日常生活及工程應用中,1 kgf常近似成10牛頓。
  • 力及位移的內積就是功。故1牛頓的力作用在物體,產生1公尺的位移,所作的功就是 1 Ν⋅m。依照功能定理,對一物體的作功等於其能量的變化,因此Ν·m 也是能量的單位,其大小和常用的能量單位焦耳相同,1Ν⋅m = 1 J。
  • 力常常會用千牛頓或kΝ的單位表示,1 kΝ = 1,000Ν。

千牛頓(kN)及其適用的場合
的,当卡扣关闭时沿登山扣受力时的安全额定值为26kN,当垂直于登山扣受力时为8kN,当卡扣打开时沿登山扣受力时安全等级为10kN。]]

牛顿是一个数值较小的单位,实际应用中通常使用千牛顿,1千牛顿=1000牛顿,缩写为千牛(kN)。地球上的重力加速度为9.81 m/s2,因此:

: 1 kN = 102 kg × 9.81 m/s2

即1千牛頓约等於102千克力,在无需精确计算的场合可以将千牛頓的數值直接乘以100,視為其對應的重力。例如,一个平台的负载为1千牛(102千克力),那么它可以负载100千克的重物。

以千牛顿为单位的规格在以下安全规格中很常见:

  • 螺絲、錨的最大允許受力或是土木工程及建築業的應用;
  • 在量測一個負載最大允許的張力及剪力;
  • 攀岩裝備;
  • 量測航空发动机、火箭发动机、运载火箭的推力;
  • 用于制造塑料零件的注塑机中各种模具的锁模力。

轉換係數(與其他單位之轉換)
另見

  • 艾薩克·牛頓
  • 國際單位制
  • 磅力
  • 焦耳,國際單位制下的能量單位,一焦耳相當於一牛頓的力作用在物體上,產生一公尺的位移。
  • 千克力
  • 帕斯卡,國際單位制下的壓強能量單位,一帕斯卡相當於單位面積承受一牛頓的力。

參考

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