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牛顿 (单位)

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牛顿(符号为N,英语:Newton)是一种物理单位,是的公制单位。它是以建立经典力学(古典力学)的艾萨克·牛顿命名。

定义

牛顿是一个国际单位制导出单位,它是由kg·m·s−2国际单位制基本单位导出。1牛顿等于要使质量1千克物体的加速度为1 m/s2时,所需要的力。利用因次分析,因为 F=ma (Force = Mass x Acceleration), 将质量及加速度的单位相乘,即可得到牛顿和基本单位之间的关系。

举例

  • 一牛顿是一个大约102克(19.81kg,约为一个小苹果的质量)的物体在地表所受到的地球引力
  • 一千克的物体在地表受到的重力约为9.8 Ν(或是1.0 kgf,依定义 1 kgf = 9.80665 N)在日常生活及工程应用中,1 kgf常近似成10牛顿。
  • 力及位移内积就是。故1牛顿的力作用在物体,产生1公尺的位移,所作的功就是 1 Ν·m。依照功能定理,对一物体的作功等于其能量的变化,因此Ν·m 也是能量的单位,其大小和常用的能量单位焦耳相同,1Ν·m = 1 J。
  • 力常常会用千牛顿或kΝ的单位表示,1 kΝ = 1,000Ν。

千牛顿(kΝ)及其适用的场合

在说明螺丝、锚的最大允许受力或是土木工程建筑业的应用时,常会用千牛顿来表示[1]。 千牛顿也常用在攀岩装备的规格中,在量测一个负载最大允许的张力剪力时,也会用kN来表示。

1 kΝ等于 101.97162 kg物体的重力,不过实用上会以千牛顿的数值直接乘以 100,视为其对应的重力[2]

转换系数(与其他单位之转换)

力的单位
牛顿
N (国际单位制导出单位)
达因
dyne
千克力
kgf
磅力
lbf
磅达英语Poundal
pdl
1 N ≡ 1 kg·m/s² = 105 dyn ≈ 0.10197 kp ≈ 0.22481 lbfF ≈ 7.2330 pdl
1 dyn = 10−5 N ≡ 1 g·cm/s² ≈ 1.0197×10−6 kp ≈ 2.2481×10−6 lbfF ≈ 7.2330×10−5 pdl
1 kp = 9.80665 N = 980665 dyn gn·(1 kg) ≈ 2.2046 lbfF ≈ 70.932 pdl
1 lbfF ≈ 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 lbfF ≡ 1 lb·ft/s²
定义千克力时所用的gn数值,在此表中也用来定义所有的重力单位

另见

参考

  1. ^ [1] 互联网档案馆存档,存档日期2011-07-16.
  2. ^ Convert kilonewtons to kilograms-force - Conversion of Measurement Units. Convertunits.com. [2014-04-27]. 
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