นิวตัน (หน่วยวัด)
นิวตัน (อังกฤษ: newton สัญลักษณ์ N) เป็นหน่วยอนุพัทธ์เอสไอของแรง โดยชื่อหน่วยตั้งตามชื่อของไอแซก นิวตัน เพื่อเป็นการยอมรับถึงผลงานของเขาในสาขากลศาสตร์ดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2 ของนิวตัน
| นิวตัน | |
|---|---|
 การจำลองให้เห็นภาพของแรง 1 นิวตัน | |
| ข้อมูลทั่วไป | |
| ระบบการวัด | หน่วยอนุพัทธ์เอสไอ |
| เป็นหน่วยของ | แรง |
| สัญลักษณ์ | N |
| ตั้งชื่อตาม | ไอแซก นิวตัน |
| การแปลงหน่วย | |
| 1 N ใน ... | ... มีค่าเท่ากับ ... |
| หน่วยฐานเอสไอ | 1 kg⋅m/s2 หรือ kg⋅m⋅s-2 |
| ระบบแรงโน้มถ่วงของอังกฤษ | 0.2248089 lbf |
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
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
| 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
- ↑ International Bureau of Weights and Measures (1977), The international system of units (3rd ed.), U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards, p. 17, ISBN 0745649742.
- ↑ "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. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2007-06-18.
{{cite web}}: ไม่รู้จักพารามิเตอร์|deadurl=ถูกละเว้น แนะนำ (|url-status=) (help) - ↑ Whitbread BSc (Hons) MSc DipION, Daisy. "What weighs 100g?". สืบค้นเมื่อ 28 August 2015.
- ↑ 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.