ニュートン（単位）

ニュートン
1ニュートンの力の可視化
一般情報
単位系SI
単位力
シンボル北
名前の由来アイザック・ニュートン卿
コンバージョン
1 Nで ......は...と等しい
   SI基本単位   1 kg ⋅ m ⋅ s −2
   CGS単位   10 5 ダイン
   帝国単位   0.224809 ポンド

ニュートン（記号：N ）は、国際単位系（SI）における力の単位です。SI基本単位で表すと1 kg⋅m/s 2となり、1キログラムの質量を1メートル毎秒の速度で加速させる力となります。

この単位は、古典力学、特に運動の第二法則に関する研究でアイザック・ニュートンに敬意を表して命名されました。

意味

1ニュートンは1 kg⋅m/s 2と定義されます（ SI基本単位で定義された派生単位です）。[ 1 ]：137 したがって、1ニュートンは、加えられた力の方向に1メートル毎秒の2乗の速度で1キログラムの質量を加速するために必要な力です。 [ 2 ]

「メートル毎秒の2乗」という単位は、単位時間あたりの速度の変化率、つまり毎秒1メートル毎秒の速度増加を測定するものと理解できます。[ 2 ]

1946年、国際度量衡総会（CGPM）決議2は、MKS単位系における力の単位を、1キログラムの質量を毎秒1メートルの速度で加速するために必要な量と標準化しました。1948年、第9回CGPM決議7は、この力をニュートンと命名しました。 [ 3 ] MKS単位系は、今日のSI単位系の設計図となりました。[ 4 ]こうしてニュートンは、国際単位系（SI）における力の標準単位となりました。[ 3 ]

ニュートンはアイザック・ニュートンにちなんで名付けられました。人名にちなんで名付けられたすべてのSI単位と同様に、その記号は大文字（N）で始まりますが、フルネームで書く場合は普通名詞の大文字表記の規則に従います。つまり、文頭と敬称では「ニュートン」は大文字になりますが、それ以外は小文字です。

ニュートンとの関連は、ニュートンの運動の第二法則に由来します。この法則は、物体に作用する力は、その物体が得る加速度に正比例するというものです。したがって、[ 5 ] は加速度を受けている物体の質量を表します。質量のSI単位であるキログラム(kg)、距離のSI単位であるメートル(m)、時間のSI単位である秒(s)を用いると、ニュートンのSI定義は1 kg⋅m/s 2となります。 F＝メートル1つの、{\displaystyle F=ma,}メートル{\displaystyle m}1つの{\displaystyle a}

例

地球上の平均重力（通常、＝グラムn{\displaystyle g_{\text{n}}}9.806 65  m/s 2 )、1 キログラムの質量は約 9.81 N の力を及ぼします。

  • 質量 200 g の平均的な大きさのリンゴは、地球の表面に約 2 ニュートンの力を及ぼします。これは、地球上でのリンゴの重さとして測定されます。
0.200 kg×9.80665 MS2＝1.961 北。{\displaystyle 0.200{\text{kg}}\times 9.80665{\text{m/s}}^{2}=1.961{\text{N}}.}
62 kg×9.80665 MS2＝608 北{\displaystyle 62{\text{kg}}\times 9.80665{\text{m/s}}^{2}=608{\text{N}}}（62kgは世界の成人の平均体重である）。[ 6 ]

キロニュートン

ロッククライミングで使用するカラビナ。ゲートを閉じた状態で背骨に沿って荷重がかかった場合の安全定格は 26 kN、背骨に対して垂直に荷重がかかった場合は 8 kN、ゲートを開いた状態で背骨に沿って荷重がかかった場合は 10 kN です。

大きな力はキロニュートン（kN）で表されます。1 kN = 1000 Nです。例えば、クラスY蒸気機関車の牽引力とF100ジェットエンジンの推力はどちらも約130 kNです。

登山用ロープは、人間が12kNの力で落下しても耐えられると想定して試験されます。ロープは、このような落下を5回繰り返しても破断してはなりません。[ 7 ] : 11

変換係数

部隊ユニット
ニュートンダインズキログラム力キロポンドポンドパウンダルズ
1  N≡ 1  kg ⋅ m ⁄ s 2=  100 000 ダイン≈  0.101 97  kgf≈  0.224 81 ポンド≈  7.233 01  pdl
1 ダイン= 1 × 10 −5  N≡ 1  g ⋅ cm ⁄ s 2≈  1.019 72 × 10 −6  kgf≈  2.248 09 × 10 −6 ポンド≈  7.233 01 × 10 −5  pdl
1  kgf=  9.806 65  N=  980 665 ダイン≡  g n  × 1  kg≈  2.204 62 ポンド≈ 70.9316  pdl
1 ポンド≈  4.448 22  N≈  444,822  dyn​≈  0.453 59  kgf≡  g n  × 1  lb m  / .3048  m ⁄ ft≈ 32.1740  pdl
1 ページ≈  0.138 25  N≈  13,825.5 ダイン​≈  0.014 10  kgf≈  0.031 08  lbf≡ 1 ポンドメートル⋅フィート⁄秒2
質量と力または重さの単位に対する3つのアプローチ[ 8 ] [ 9 ]
ベース 		力 重さ 質量
運動の第二法則m = ⁠F/1つの⁠F = ⁠W ⋅ a/グラム⁠F = m ⋅ a
システム BGGMEEMAECGSMTSSI
加速度（a） フィート/秒2メートル/秒2フィート/秒2メートル/秒2フィート/秒2ギャルメートル/秒2メートル/秒2
質量（m） ナメクジヒルポンド質量キログラム ポンドグラムトンキログラム
力（F）、 重さ（W） ポンドキロポンドポンド力キロポンド ポンドダインステーンニュートン
圧力（p） 平方インチあたりの重量技術的な雰囲気ポンド力/平方インチ標準大気1平方フィートあたりポンドバリパイズパスカル
ニュートンのSI倍数（N）
分数 倍数
価値 SI記号 名前 価値 SI記号 名前
10 −1  N dN デシニュートン 10 1 北 だん デカニュートン
10 −2  N cN センチニュートン 10 2 北 hN ヘクトニュートン
10 −3  N mN ミリニュートン 10 3 北 kN キロニュートン
10 −6  N μN マイクロニュートン 10 6 北 ミネソタ州 メガニュートン
10 −9 北緯 nN ナノニュートン 10 9 北 GN ギガニュートン
10 −12 北緯 pN ピコニュートン 10 12 北 テネシー州 テラニュートン
10 −15 北緯 fN フェムトニュートン 10 15 北 PN ペタニュートン
10 −18 北緯 ああ アトニュートン 10 18 北 英語 エクサニュートン
10 −21 北緯 zN ゼプトニュートン 10 21 北 ZN ゼタニュートン
10 −24 北緯 yN ヨクトニュートン 10 24 北 YN ヨタニュートン
10 −27 北緯 rN ロントニュートン 10 27 北 RN ロナニュートン
10 −30 北緯 qN ケクトニュートン 10 30 北 質問 ケッタニュートン

参照

参考文献

  1. ^ Bureau International des Poids et Mesures (2019). The International System of Units (SI) (PDF) (9 ed.). Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). p. 137. 2021年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年9月22日閲覧。
  2. ^ a b “ニュートン | 測定単位” .ブリタニカ百科事典. 2020年12月17日. 2019年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年9月27日閲覧。
  3. ^ a b国際単位系（SI）（1977年版）。米国商務省、国立標準局。1977年、17ページ。ISBN 9282220451. 2016年5月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年11月15日閲覧。
  4. ^ David B. Newell、Eite Tiesinga編 (2019).国際単位系（SI）（PDF）（NIST特別出版物330、2019年版）. Gaithersburg, MD: NIST . 2019年11月30日閲覧。
  5. ^ 「表3. SIにおける一貫した派生単位（特別な名称と記号付き）」国際単位系（SI）国際度量衡局2006年。 2007年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  6. ^ Walpole, Sarah Catherine; Prieto-Merino, David; et al. (2012年6月18日). 「国家の重み：成人ヒトバイオマスの推定」 . BMC Public Health . 12 (12): 439. doi : 10.1186 / 1471-2458-12-439 . PMC 3408371. PMID 22709383 .  
  7. ^ブライト、カサンドラ・マリー。「ロッククライミングギアの技術と規格の歴史」（2014年）。
  8. ^ Comings, EW (1940). 「英国の工学単位とその寸法」. Industrial & Engineering Chemistry . 32 (7): 984– 987. doi : 10.1021/ie50367a028 .
  9. ^ Klinkenberg, Adrian (1969). 「アメリカ工学単位系とその次元定数g c」. Industrial & Engineering Chemistry . 61 (4): 53– 59. doi : 10.1021/ie50712a010 .
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