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、次の式が成り立ちます。 [5]ここで、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。

例

地球上の平均重力（通常、＝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。
（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。[要出典]

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

力の単位
ニュートンダインキログラム重、
キロポンド		ポンド力ポンド
1  N≡ 1 kg⋅m/s 2＝ 10 5 ダイン≈ 0.101 97  kgf≈ 0.224 81 ポンドF≈ 7.2330 ページ
1 ダイン＝ 10 −5  N≡ 1 g⋅cm/s 2≈ 1.0197 × 10 −6  kgf≈ 2.2481 × 10 −6 ポンドF≈ 7.2330 × 10 −5  pdl
1  kgf＝ 9.806 65 北＝ 980 665 ダイン≡ g n × 1 kg    ≈ 2.2046 ポンドF≈ 70.932 ページ
1 ポンドF≈ 4.448 222 北緯≈ 444,822 ダイン​≈ 0.453 59  kgf≡ g n ×   1 ポンド≈ 32.174 ページ
1 ページ≈ 0.138 255  N≈ 13,825 ダイン​≈ 0.014 098  kgf≈ 0.031 081 ポンドF≡ 1 ポンド⋅フィート/ 秒2
g nの値（9.806 65  m/s 2 ) は、キログラム力の公式定義で使用されている値であり、ここではすべての重力単位に使用されます。
質量と力または重量の単位に対する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  NdNデシニュートン10 1 北だんデカニュートン
10 −2  NcNセンチニュートン10 2 北hNヘクトニュートン
10 −3  NmNミリニュートン10 3 北kNキロニュートン
10 −6  NμN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ロントンニュートン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. ^ ab “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. ^ ab 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：成人ヒトのバイオマス推定」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.
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ニュートン_(単位)&oldid=1320886970」より取得