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牛頓 (單位)

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牛頓(符號為N,英語:newton)是一種物理中力的單位,是的公制單位。它是以建立經典力學艾薩克·牛頓命名。

定義

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牛頓是一個國際單位制導出單位,它是由kg·m·s−2國際單位制基本單位導出。1牛頓等於要使質量1千克物體的加速度為1 m/s2時,所需要的力。利用因次分析,因為 F=ma(force(力)= mass(質量)× acceleration(加速度)),將質量及加速度的單位相乘,即可得到牛頓和基本單位之間的關係。

舉例

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  • 一牛頓是一個大約102克(19.81kg,約為一個小蘋果的質量,或两个鸡蛋的质量)的物體在地表所受到的地球引力
  • 一千克的物體在地表受到的重力約為9.8 Ν(或是1.0kgf,依定義 1 kgf = 9.80665 N)在日常生活及工程應用中,1 kgf常近似成10牛頓。
  • 力及位移內積就是。故1牛頓的力作用在物體,產生1公尺的位移,所作的功就是 1 Ν·m。依照功能定理,對一物體的作功等於其能量的變化,因此Ν·m 也是能量的單位,其大小和常用的能量單位焦耳相同,1Ν·m = 1 J。
  • 力常常會用千牛頓或kΝ的單位表示,1 kΝ = 1,000Ν。

千牛頓(kN)及其適用的場合

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用于攀岩登山扣英语Carabiner,当卡扣关闭时沿登山扣受力时的安全额定值为26kN,当垂直于登山扣受力时为8kN,当卡扣打开时沿登山扣受力时安全等级为10kN。

牛顿是一个数值较小的单位,实际应用中通常使用千牛顿,1千牛顿=1000牛顿,缩写为千牛(kN)。地球上的重力加速度为9.81 m/s2,因此:

1 kN = 102 kg × 9.81 m/s2

即1千牛頓约等於102千克力,在无需精确计算的场合可以将千牛頓的數值直接乘以100,視為其對應的重力[1]。例如,一个平台的负载为1千牛(102千克力),那么它可以负载100千克的重物。

以千牛顿为单位的规格在以下安全规格中很常见:

轉換係數(與其他單位之轉換)

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力的單位
牛頓
N(国际单位制导出单位)
达因
dyne
千克力
kgf
磅力
lbf
磅達英语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 dyngn·(1 kg)≈ 2.2046 lbfF≈ 70.932 pdl
1 lbfF≈ 4.448222 N≈ 444822 dyn≈ 0.45359 kpgn·(1lb)≈ 32.174 pdl
1 pdl≈ 0.138255 N≈ 13825 dyn≈ 0.014098 kp≈ 0.031081 lbfF≡ 1 lb·ft/s²
定義千克力時所用的gn數值,在此表中也用來定義所有的重力單位

另見

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參考

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  1. ^Convert kilonewtons to kilograms-force - Conversion of Measurement Units. Convertunits.com. [2014-04-27]. (原始内容存档于2021-03-04). 
  2. ^[1]互联网档案馆存檔,存档日期2011-07-16.
基本单位
SI base unit
导出单位
可並用單位
參閱
线性(平动)的量角度(转动)的量
量纲LL2量纲
T时间:t
s
位移积分:A
m s英语meter second
T时间:t
s
距离:d,位矢:r,s,x,位移
m
面积:A
m2
角度:θ,角移:θ
rad
立體角:Ω
rad2, sr
T−1頻率:f
s−1英语inverse second,Hz
速率:v,速度:v
m s−1
面積速率:ν
m2 s−1
T−1頻率:f
s−1英语inverse second,Hz
角速率:ω,角速度:ω
rad s−1
T−2加速度:a
m s−2
T−2角加速度:α
rad s−2
T−3加加速度:j
m s−3
T−3角加加速度:ζ
rad s−3
M质量:m
kg
ML2轉動慣量I
kg m2
MT−1动量:p,冲量:J
kg m s−1,N s英语newton second
作用量:𝒮,actergy:
kg m2 s−1,J s英语joule-second
ML2T−1角动量:L,角衝量:ι
kg m2 s−1
作用量:𝒮,actergy:
kg m2 s−1,J s英语joule-second
MT−2:F,重量:Fg
kg m s−2,N
能量:E,:W
kg m2 s−2,J
ML2T−2力矩:τ,moment英语Moment (physics):M
kg m2 s−2,N m
能量:E,:W
kg m2 s−2,J
MT−3加力:Y
kg m s−3, N s−1
功率:P
kg m2 s−3W
ML2T−3rotatum英语rotatum:P
kg m2 s−3, N m s−1
功率:P
kg m2 s−3W
以人名命名的国际单位制单位
基本单位
导出单位
另见
科學著作
其它著作
貢獻
牛頓主義英语Newtonianism
個人
人際關係
描繪英语Isaac Newton in popular culture
相關英语List of things named after Isaac Newton
分類
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