ニュートン

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
移動先: 案内検索
ニュートン
newton
記号 N
国際単位系 (SI)
種類 組立単位
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
テンプレートを表示

ニュートン(newton, 記号: N)は、 国際単位系 (SI)における単位。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加速度を生じさせる力が単位として認められ、1904年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F = maとし、Fm質量a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、次元解析を力、を質量、を長さ、を時間とした場合の式:

重量[編集]

重量重力によって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]

力の単位
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。
力学の単位の3つのアプローチ[3][4]
基本単位 力・長さ・時間 重さ・長さ・時間 質量・長さ・時間
(F) F = ma = wa/g F = ma/gc = wa/g F = ma = wa/g
重さ (w) w = mg w = mg/gcm w = mg
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]

  1. ^ U.S. Metric Study Interim Report: Engineering Standards. U.S. Government Printing Office. (1971). p. 49. https://archive.org/stream/usmetricstudyin3451desi_0#page/48/mode/2up. 
  2. ^ The International System of Units, section 5.2.
  3. ^ Michael R. Lindeburg (2011). Civil Engineering Reference Manual for the Pe Exam. Professional Publications. ISBN 1591263417. 
  4. ^ Wurbs, Ralph A, Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam, http://engineeringregistration.tamu.edu/tapedreviews/Fluids-PE/PDF/Fluids-PE.pdf 2011年10月26日閲覧。