เปิดเมนูหลัก

นิวตัน (หน่วยวัด)

(เปลี่ยนทางจาก นิวตัน)
บทความนี้เกี่ยวกับหน่วยเอสไอ สำหรับนักวิทยาศาสตร์ ดูที่ ไอแซก นิวตัน

นิวตัน (อังกฤษ: newton สัญลักษณ์ N) เป็นหน่วยอนุพัทธ์เอสไอของแรง โดยชื่อหน่วยตั้งตามชื่อของไอแซก นิวตัน เพื่อเป็นการยอมรับถึงผลงานของเขาในสาขากลศาสตร์ดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2 ของนิวตัน

นิวตัน
Illustration on One Newton, 2018-07-06.png
การจำลองให้เห็นภาพของแรง 1 นิวตัน
ข้อมูลทั่วไป
ระบบการวัดหน่วยอนุพัทธ์เอสไอ
เป็นหน่วยของแรง
สัญลักษณ์N 
ตั้งชื่อตามไอแซก นิวตัน
การแปลงหน่วย
1 N ใน ...... มีค่าเท่ากับ ...
   หน่วยฐานเอสไอ   1 kgms−2
   ระบบแรงโน้มถ่วงของอังกฤษ   0.2248089 lbf

เนื้อหา

บทนิยามแก้ไข

1 นิวตัน คือแรงที่ต้องใช้ในการเร่งมวล 1 กิโลกรัม ในอัตรา 1 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง ในทิศทางที่กระทำแรงนั้น

ในปี พ.ศ. 2489 (ค.ศ. 1946) มติฉบับที่ 2 ของที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งตวงวัด (ซีจีเอ็มพี) กำหนดหน่วยมาตรฐานของแรงในระบบหน่วยเอ็มเคเอสเป็นปริมาณที่ต้องใช้เร่งมวล 1 กิโลกรัม ในอัตรา 1 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง และต่อมาในปี พ.ศ. 2491 (ค.ศ. 1948) มติฉบับที่ 7 ของการประชุมซีจีเอ็มพีครั้งที่ 9 มีการปรับให้นำเอาชื่อ นิวตัน มาเป็นหน่วยของแรงแทน[1] ซึ่งทำให้ระบบเอ็มเคเอสกลายเป็นรากฐานของระบบเอสไอในปัจจุบัน และนั่นจึงทำให้หน่วยนิวตันกลายมาเป็นหน่วยมาตรฐานของแรงในระบบเอสไอ

กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2 ของนิวตัน กล่าวไว้ว่า F = ma โดยที่ F คือแรงที่กระทำ m คือมวลของวัตถุที่รับแรงนั้น และ a คือความเร่งของวัตถุ ฉะนั้นนิวตันจึงเป็นไปตามดังนี้[2]

F = m   a
1 N = 1 kg 1 m/s2

โดยสัญลักษณ์ดังกล่าวใช้แทนหน่วยดังต่อไปนี้ N สำหรับนิวตัน kg สำหรับกิโลกรัม m สำหรับเมตร และ s สำหรับวินาที

ในการวิเคราะห์เชิงมิติ

 

โดยที่   คือแรง,   คือมวล,   คือความยาว และ   คือเวลา

ตัวอย่างแก้ไข

ณ ที่ความโน้มถ่วงเฉลี่ยบนโลก (โดยปกติคือ g ≈ 9.80665 m/s2) มวล 1 กิโลกรัม จะเกิดแรงประมาณ 9.8 นิวตัน โดยที่แอปเปิลขนาดเฉลี่ยทั่ว ๆ ไปเกิดแรง 1 นิวตัน ซึ่งเราสามารถคำนวณหานำหนักของแอปเปิลได้ดังต่อไปนี้[3]

F = m   a
F = m   g
1 N = m 9.80665 m/s2
1 kg ⋅ m/s2 = m 9.80665 m/s2
m 0.10197 kg   (0.10197 kg = 101.97 g)

น้ำหนักเฉลี่ยของผู้ใหญ่ที่เกิดแรงประมาณ 608 นิวตัน

F = m   g
608 N = m 9.80665 m/s2
608 kg ⋅ m/s2 = m 9.80665 m/s2
m 62 kg (ซึ่ง 62 กิโลกรัม คือมวลเฉลี่ยของผู้ใหญ่)[4]

การแปลงหน่วยแก้ไข

หน่วยของแรง
นิวตัน
(หน่วยเอสไอ)
ดายน์ แรงกิโลกรัม,
กิโลปอนด์
แรงปอนด์ ปอนเดิล
1 N ≡ 1 kg⋅m/s2 = 105 dyn ≈ 0.10197 kp ≈ 0.22481 lbf ≈ 7.2330 pdl
1 dyn = 10−5 N ≡ 1 g⋅cm/s2 ≈ 1.0197 × 10−6 kp ≈ 2.2481 × 10−6 lbf ≈ 7.2330 × 10−5 pdl
1 kp = 9.80665 N = 980665 dyn gn ⋅ (1 kg) ≈ 2.2046 lbf ≈ 70.932 pdl
1 lbf ≈ 4.448222 N ≈ 444822 dyn ≈ 0.45359 kp gn ⋅ (1 lb) ≈ 32.174 pdl
1 pdl ≈ 0.138255 N ≈ 13825 dyn ≈ 0.014098 kp ≈ 0.031081 lbf ≡ 1 lb⋅ft/s2
ค่าของ gn ตามที่ใช้ในนิยามของแรงกิโลกรัม ในที่นี้ใช้สำหรับหน่วยความโน้มถ่วงทั้งหมด

อ้างอิงแก้ไข

  1. International Bureau of Weights and Measures (1977), The international system of units (330–331) (3rd ed.), U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards, p. 17, ISBN 0745649742.
  2. "Table 3. Coherent derived units in the SI with special names and symbols". The International System of Units (SI). International Bureau of Weights and Measures. 2006. Archived from the original on 2007-06-18.
  3. Whitbread BSc (Hons) MSc DipION, Daisy. "What weighs 100g?". สืบค้นเมื่อ 28 August 2015.
  4. Walpole, Sarah Catherine; Prieto-Merino, David; Edwards, Phillip; Cleland, John; Stevens, Gretchen; Roberts, Ian (2012). "The weight of nations: an estimation of adult human biomass". BMC Public Health (12): 439. doi:10.1186/1471-2458-12-439.