ニュートン (単位)
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| ニュートン newton | |
|---|---|
| 記号 | N |
| 系 | 国際単位系 (SI) |
| 種類 | 組立単位 |
| 量 | 力 |
| 組立 | kg·m/s2 |
| 定義 | 1kgの質量を持つ物体に1m/s2の加速度を生じさせる力 |
| 語源 | アイザック・ニュートン |
ニュートン(英: newton、記号: N)は、 国際単位系 (SI)における力の単位。1ニュートンは、1kgの質量を持つ物体に1m/s2の加速度を生じさせる力。名称は古典力学で有名なイギリスの物理学者アイザック・ニュートンにちなむものである。
名称[編集]
1946年、国際度量衡総会 (CGPM) のMKS単位系で、1キログラムの物質に1m/s2 の加速度を生じさせる力が単位として認められ、1904年にブリストル大学のデビッド・ロバートソンにより提唱された[1]「ニュートン」の名称が1948年に採用された。これによりニュートンは力の国際単位系 (SI)となった。
人名にちなんで名付けられたため「n」ではなく「N」と表記される。ただし「ニュートン」と書き出す場合は「Newton」ではなく「newton」が正しい[2]。
定義[編集]
1ニュートンは、1キログラムの質量をもつ物体に1メートル毎秒毎秒 (m/s2) の加速度を生じさせる力と定義される。運動の第2法則はF = maとし、Fが力、mが質量、aが加速度である。単位で表すと以下のようになる:
| F | = | m | ⋅ | a |
| 1 N | = | 1 kg | ⋅ | m/s2 |
つまり、基本単位で書き表すと N = kg·m/s2 (キログラムメートル毎秒毎秒)となる。
また、次元解析でを力、を質量、を長さ、を時間とした場合の式:
重量[編集]
重量が重力によって2つの物体の間に働く力と定義されているので、ニュートンはまた重量の単位でもある。地球表面において質量1キログラムの物体の重量は約9.81ニュートンである(場所によって10分の数パーセント異なる)。この値が1重量キログラム (kgf) である。
換算[編集]
| 変換後 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ニュートン(SI単位) N |
ダイン dyn |
重量キログラム kgf |
重量ポンド lbf |
パウンダル pdl | ||
| 変換前 | 1 N | =1 kg·m/s2 | =105 dyn | ≈0.10197 kgf | ≈0.22481 lbf | ≈7.2330 pdl |
| 1 dyn | =10−5 N | =1 g·cm/s2 | ≈1.0197×10−6 kgf | ≈2.2481×10−6 lbf | ≈7.2330×10−5 pdl | |
| 1 kgf | =9.80665 N | =980665 dyn | =gn·(1 kg) | ≈2.2046 lbf | ≈70.932 pdl | |
| 1 lbf | =4.4482216152605 N | ≈444822 dyn | ≈0.45359 kgf | =gn·(1 lb) | ≈32.174 pdl | |
| 1 pdl | =0.138254954376 N | ≈13825 dyn | ≈0.014098 kgf | ≈0.031081 lbf | =1 lb·ft/s2 | |
| 重量ポンドの値は、公式には重量キログラムによって定義されている標準重力加速度 gn を用いて計算している。 | ||||||
| 基本単位 | 力・長さ・時間 | 重さ・長さ・時間 | 質量・長さ・時間 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 力 (F) | F = m⋅a = w⋅ag | F = m⋅agc = w⋅ag | F = m⋅a = w⋅ag | |||||
| 重さ (w) | w = m⋅g | w = m⋅ggc ≈ m | w = m⋅g | |||||
| 単位系 | BG | GM | EE | M | AE | CGS | MTS | SI |
| 加速度 (a) | ft/s2 | m/s2 | ft/s2 | m/s2 | ft/s2 | Gal | m/s2 | m/s2 |
| 質量 (m) | slug | slug | lbm | kg | lb | g | t | kg |
| 力 (F) | lb | kgf | lbF | kgf | pdl | dyn | sn | N |
| 圧力 (p) | lb/in2 | at | PSI | atm | pdl/ft2 | Ba | pz | Pa |
脚注[編集]
- ^ U.S. Metric Study Interim Report: Engineering Standards. U.S. Government Printing Office. (1971). p. 49.
- ^ The International System of Units, section 5.2.
- ^ Michael R. Lindeburg (2011). Civil Engineering Reference Manual for the Pe Exam. Professional Publications. ISBN 1591263417.
- ^ Wurbs, Ralph A, Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam 2011年10月26日閲覧。
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