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牛顿(单位)

创作时间:
作者:
@小白创作中心

牛顿(单位)

引用
1
来源
1.
https://physigeek.com/cn/%E7%89%9B%E9%A1%BF%E5%8D%95%E4%BD%8D/

牛顿是国际单位制(SI)中力的计量单位,用于量化力的大小。本文将详细介绍牛顿单位的定义、与其他单位制的等价关系以及倍数和约数,帮助读者全面了解这一基本物理量。

什么是牛顿(单位)?

牛顿是国际单位制(SI)中力的计量单位,即牛顿是物理学中用来量化力的单位。

从逻辑上讲,牛顿这个名字是向著名物理学家艾萨克·牛顿致敬,他奠定了力学的基础,力学是研究力效应的物理学部分。这个名称在20世纪初开始用于测量力,但直到1948年才在度量衡大会(CGPM)上正式指定。

特别地,牛顿是以 1 m/s2的加速度移动 1 kg 质量体所需的力。换句话说,一牛顿是必须施加到 1 kg 物体一秒钟以使该物体从静止状态达到 1 m/s 速度所需的力。

为了让您了解牛顿的值,请考虑一个 50 公斤重的人必须不断施加 490.5 N 的力才能保持站立。要握住一升的大瓶水,需要 9.81 N 的力。总而言之,1 N 是一个很小的力。

需要注意的是,单位牛顿也可以称为牛顿或中子。

强度公式

从数学上来说,牛顿的单位等于一公斤乘以一米除以一秒的平方。

该表达式可以分解为两个物理量的单位:质量和加速度。质量的单位是千克,加速度的单位是米除以秒的平方。

因此,施加到物体上的力的公式等于物体的质量乘以物体的加速度的乘积。

这个公式也可以由牛顿第二定律推导出来。

例如,如果我们要计算必须向 12 kg 物体施加的力,使其以 5 m/s2加速,我们必须使用力公式并进行以下计算:

F = m * a
F = 12 kg * 5 m/s2
F = 60 N

这意味着需要施加60牛顿的力才能使12千克的物体以5米每秒平方的加速度运动。

系统间的牛顿等价

正如我们在上面看到的,牛顿是国际单位制中的力单位。但单位系统更多,因此即使它们不太常用,您也可能需要将以牛顿表示的力转换为其他类型的单位。

下面您将找到一个表格,其中包含现有的不同力单位之间的等价关系。您可以使用此表将以牛顿表示的力转换为其他不同的单位,反之亦然。

力量
等价
1 达因 (dyn)
1 10-5N
1公斤力(kgf)
9.80665N
1 斯滕 (sn)
1000N
1 磅力 (lbf)
4.44822N
1 磅 (pdl)
0.1382550N
1 盎司力 (ozf)
0.278014N

牛顿倍数和约数

有时,用牛顿来表示某些力可能是不切实际的,因为非常大或非常小的值的力将分别在右侧或左侧有许多零。这就是为什么也使用牛顿倍数和约数的原因。

例如,写 1 兆牛顿 (1 MN) 比写 1,000,000 牛顿要快,并且这两个力相等。

下面您可以看到一个表格,其中显示了国际单位制 (SI) 中牛顿的倍数和约数之间的关系。

倍数

名称
符号
数量级
十牛顿
daN
101N
百牛顿
hN
102N
千牛顿
kN
103N
兆牛顿
MN
106N
吉加牛顿
GN
109N
太牛顿
TN
1012N
佩塔牛顿
PN
1015N
埃克萨牛顿
EN
1018N
泽塔牛顿
ZN
1021N
约塔牛顿
YN
1024N

约数

名称
符号
数量级
德辛牛顿
dN
10-1N
森蒂牛顿
cN
10-2N
毫牛顿
mN
10-3N
微牛顿
µN
10-6N
纳米牛顿
nN
10-9N
皮科牛顿
pN
10-12N
飞牛顿
fN
10-15N
阿托牛顿
aN
10-18N
泽普托牛顿
zN
10-21N
约克托牛顿
yN
10-24N

在所有的倍数和约数中,最常用的是千牛顿、兆牛顿和微牛顿。

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