Что такое единица измерения силы?

Чаще всего единица измерения силы обозначается как ньютон (Большая буква N) в метрической системе или системе СИ. Ньютон находит применение в различных научных измерениях. Есть и другие единицы измерения силы, которые используются не так часто. Ниже они рассмотрены.

Ньютон

Единицей измерения силы в Международной системе единиц (СИ) является ньютон. Он назван в честь Исаака Ньютона, в знак признания его работ по классической механике, в частности, по второму закону движения Ньютона.

Один ньютон — это сила, необходимая для ускорения одного килограмма массы со скоростью один метр в секунду в квадрате в направлении приложенной силы.

Как появилась эта единица?

В 1946 году в Резолюции 2 Конфедерации женских изобразительных искусств (CGPM) были стандартизированы единицы измерения физической величины силы в системе единиц MKS, которая должна была стать величиной, необходимой для ускорения 1 кг массы со скоростью 1 м в секунду в квадрате.

В 1948 году 9-я Резолюция CGPM 7 приняла название ньютона для этой силы. Система MKS стала основой современной системой единиц СИ. Таким образом, ньютон стал стандартной единицей силы в SI или Международной системе единиц.

Эта единица СИ названа в честь Исаака Ньютона. Как и для каждой единицы измерения силы в Международной системы СИ, названной в честь человека, первая буква его символа — верхний регистр (N). Однако, когда единица СИ пишется на английском языке, она рассматривается как обычное существительное и всегда должна начинаться с буквы нижнего регистра (ньютон), за исключением ситуации, когда любое слово в этой позиции будет написано с большой буквы, например, в начале предложения или в материале с использованием заголовков.

Второй закон Ньютона утверждает, что Р = ma, где P представляет собой усилие, m — это масса объекта, получающего силу, a — ускорение объекта.

F = m ⋅ a1

Н = 1 кг ⋅ 1 м / с2

Примеры использования

При средней гравитации на Земле (условно, g = 9,806 65 м / с2) масса 1 килограмма оказывает силу около 9,8 ньютона. Яблоко среднего размера предполагает около одного ньютона силы, которую мы измеряем как вес яблока.

1 N = 0,10197 кг × 9,80665 м / с2 (0,101 97 кг = 101,97 г)

Вес среднего взрослого человека прилагает силу около 608 Н.

608 N = 62 кг × 9,80665 м / с2 (где 62 кг — средняя масса взрослого человека в мире)

Еще одна единица

Помимо ньютона, в СИ существует и более большая физическая единица измерения силы — килоньютон (кН). Он равняется 1000 Н. Например, тяговое усилие от класса Y в паровозе локомотива и тяга из F100 истребителя реактивного двигателя — оба около 130 кН.

Один килоньютон составляет 102,0 kgf или около 100 кг нагрузки.

1 кН=102 кг × 9,81 м / с2

Так, например, платформа, которая показывает его, оценивается в 321 кН (72000 фунтов F ), будет надежно поддерживать 32,100 кг (70800 фунтов) нагрузки. Эта единица используется в следующих спецификациях безопасности:

• удерживающие ценности крепежа, якоря земли и других предметов, используемых в строительной промышленности;
• рабочие нагрузки на растяжение и на сдвиг;
• оборудование для скалолазания;
• тяги в ракетных двигателей и ракет-носителей;
• усилие зажима различных форм в литьевых машинах, используемых для изготовления пластиковых деталей.

Джоуль

Джоуль (символ J), является производной единицей измерения силы тока в Международной системе единиц. Она равна энергии, передаваемой (или выполняемой при работе) объекту, когда сила одного ньютона воздействует в направлении движения на расстоянии одного метра (1 ньютон-метр или Н⋅м).

Это также энергия, рассеиваемая в виде тепла, когда электрический ток в один ампер проходит через сопротивление в 1 Ом/на одну секунду. Он назван в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля (1818–1889).

В терминах сначала базовых единиц СИ, а затем в терминах других единиц СИ стоит представить: J = kg⋅m2/s2 = N⋅m = Pa⋅m3 = W⋅s = C⋅V, где:

• kg — килограмм;
• m — метр;
• s — секунда;
• N — ньютон;
• Pa — паскаль;
• W — ватт;
• C — кулон;
• V — вольт.

Один джоуль может быть определен следующим образом:

• Работа требовала перемещения электрического заряда одного кулона через разность электрических потенциалов в один вольт или один кулон-вольт (C⋅V). Это отношение может быть использовано для определения вольт.
• Работа требовала производства одного ватта мощности в течение одной секунды или одной ватт-секунды (W⋅s) (сравните киловатт-час — 3,6 мегаджоуля). Это отношение может быть использовано для определения ватта.

Повседневный Джоуль

Единица измерения величины силы в повседневной жизни — это:

• Энергия, необходимая для поднятия томата среднего размера на 1 метр (3 фута 3 дюйма). Предположим, масса помидора составляет приблизительно 100 г (3,5 унции).
• Энергия, выделяемая, когда тот же помидор падает на метр вниз.
• Энергия, необходимая для ускорения массы 1 кг за 1 м с-2 на расстояние 1 м.
• Тепло, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 0,24 ° С.
• Обычная энергия, выделяемая человеком в состоянии покоя, каждые 1/60 с (приблизительно 17 мс).
• Кинетическая энергия от 50 кг человек (0,2 м / с или 0,72 км / ч).
• Кинетическая энергия теннисного мяча 56 г, движущегося со скоростью 6 м / с (22 км / ч).
• Кинетическая энергия объекта с массой 1 кг движется при√2 ≈ 1,4 м / с.
• Количество электричества, необходимое для освещения 1 Вт светодиода в течение 1 с.

Так как джоуль также является ватт-секундой, а общая единица продажи электроэнергии домам — это кВт-ч (киловатт-час), то кВт-ч, таким образом, составляет 1000 Вт × 3600 с = 3,6 МДж (мегаджоуля).

Остальные единицы измерения

Какие единицы измерения силы существуют, помимо ньютона?

Дина — это сила, необходимая для того, чтобы сдвинуть массу 1 г с ускорением 1 сантиметра в секунду в секунду (1 см / с2). 1 N = 100 000 дин. Используется при работе с мелкими объектами.

Фут — это усилие, необходимое, чтобы дать массу 1 фунт (1 фунт) с ускорением 1 фута в секунду в секунду (1 фут / с2); 1 фунт равен 0,1382 ньютона.

Фунт — это сила, действующая на массу 1 фунт (1 фунт) с ускорением под действием силы тяжести. Это нетехническая единица силы, которая также называется весом.

Пересчетные коэффициенты

Чтобы выполнить задачу: "запишите единицы измерения силы" — нужно ознакомиться со следующими таблицами.

v⋅T⋅e Ньютон(единица СИ) Дина килограмм-сила,килопонд фут-сила фут-сила 1 Н ⋅ 1 кг⋅м/с2 = 105 дин ≈ 0,10197 кп ≈ 0,22481 футов 7,2330 фунтов 1 дин = 10−5Н ⋅ 1 г⋅см/ с2 ≈ 1.0197 ⋅ 10−6 кп ≈ 2,2481 ⋅ 10−6 футов ≈ 7,2330⋅ 10-5 фунтов 1 килопонд = 9,80665 N = 980665 дин ≡гп⋅ (1 кг) ≈ 2.2046 футов ≈ 70,932 фунт 1 фут ≈ 4.448222 N ≈ 444822 дин ≈ 0,45359 кп ≡гн⋅ 1 фут ≈ 32,174 фунт 1 фунт ≈ 0,138255 Н ≈ 13825 дин ≈ 0,014098 кп ≈ 0.031081 футов ≡ 1 фунт/ с2

Подходы к единицам массы, силы или веса показаны ниже.

v⋅T⋅e Сила Вес Масса 2-й закон движения m = F/a F = W⋅a/г F = m ⋅ a система BGGM EEM AE CGS MTC SI Ускорение (а) фут/с2 м/с2 фут/с2 м/с2 фут/с2; Гал; м/с2 и м/с2 Масса (м) СлабМКГСС фунт-масса кг фунт; грамм; тонна и кг Сила (F),вес (W) ФутКилопонд Фут-силаКилопонд Фунт; Дина; Стен и Ньютон Давление (р) Фунт/дюйм2Техническая атмосфера Фунт-сила/дюйм2Атмосфера фунт на квадратный фут; микробар; пьеза и паскаль

Стандартные префиксы в системе измерения единиц (СИ) v⋅T⋅e.

Имя префикса Дека Гекто Кило Мега Гига Тера Пета Экса Зетта Иотта Символ префикса da h k M G T P E Z Y Фактор 100 101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024 Имя дольного префикса Дей Санти Милли Микро Нано Пико Фемто Атто Зепто Йокто Символ дольного префикса d c m μ N п e Z Y Фактор 100 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-21 10-24

Итак, мы рассмотрели категорию единицы измерения силы и сопутствующие данной теме вопросы.