نیوتن: واحد نیروی SI

نیوتن، واحد اندازه‌گیری نیرو در سیستم بین‌المللی یکاها (SI) است. این واحد به افتخار سر آیزاک نیوتن، ریاضیدان و فیزیکدان برجسته انگلیسی، نام‌گذاری شده است. نیوتن نقش مهمی در توسعه قوانین مکانیک کلاسیک ایفا کرد.

نماد نیوتن با حرف بزرگ "N" نشان داده می‌شود. استفاده از حرف بزرگ برای نمادها یک قرارداد رایج در سیستم SI است، به ویژه زمانی که واحد به نام یک شخص نام‌گذاری شده باشد.

فرمول‌ها و مثال‌ها

یک نیوتن نیرویی است که برای شتاب دادن به یک جسم با جرم 1 کیلوگرم، به میزان 1 متر بر مجذور ثانیه لازم است. به همین دلیل، نیوتن یک واحد فرعی (مشتق شده) محسوب می‌شود، زیرا تعریف آن بر اساس واحدهای دیگر استوار است.

رابطه ریاضی نیوتن به صورت زیر تعریف می‌شود:

1 N = 1 kg⋅m/s2

نیوتن از قانون دوم نیوتن به دست می‌آید. این قانون بیان می‌کند:

F = ma

که در آن F نیرو، m جرم و a شتاب است. اگر واحدهای SI را برای نیرو، جرم و شتاب جایگذاری کنیم، رابطه به شکل زیر در می‌آید:

1 N = 1 kg⋅m/s2

از آنجا که نیوتن واحد کوچکی برای اندازه گیری نیرو است، معمولاً از کیلونیوتن (kN) استفاده می‌شود:

1 kN = 1000 N

مثال‌هایی از کاربرد نیوتن

شتاب گرانشی زمین به طور متوسط 9.806 متر بر مجذور ثانیه است. این یعنی یک جسم با جرم یک کیلوگرم، نیرویی حدود 9.8 نیوتن را به سمت زمین وارد می‌کند. برای درک بهتر، تقریباً نصف یک سیب از درخت آیزاک نیوتن، نیرویی معادل 1 نیوتن را به سمت زمین اعمال می‌کند.

یک انسان بالغ به طور متوسط نیرویی بین 550 تا 800 نیوتن را اعمال می‌کند. این مقدار بر اساس جرم متوسط بین 57.7 تا 80.7 کیلوگرم محاسبه شده است.

نیروی رانش یک جت جنگنده F100 تقریباً 130 کیلونیوتن است.