تشرح هذه المقالة ما هي النيوتن (الوحدة). ستجد تعريف النيوتن، ومعادلات النيوتن مع أنظمة الوحدات الأخرى، بالإضافة إلى مضاعفات النيوتن وأجزائه الفرعية.
ما هي النيوتن (الوحدة)؟
النيوتن هو وحدة قياس القوة في النظام الدولي للوحدات (SI) ، أي أن النيوتن هو الوحدة المستخدمة لقياس القوى في الفيزياء.
ومن الناحية المنطقية، فإن اسم نيوتن يشيد بالفيزيائي الشهير إسحاق نيوتن، الذي وضع أسس الميكانيكا، وهو جزء من الفيزياء الذي يدرس تأثير القوى. بدأ استخدام هذا الاسم لقياس القوى في أوائل القرن العشرين، ولكن لم يتم تعيينه رسميًا حتى عام 1948 في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM).
على وجه الخصوص، النيوتن هو القوة اللازمة لتحريك جسم كتلته 1 كجم بتسارع قدره 1 م/ث 2 . بمعنى آخر، النيوتن هو القوة التي يجب أن تؤثر على جسم كتلته 1 كجم لمدة ثانية واحدة حتى ينتقل الجسم من السكون إلى سرعة 1 م/ث.
لإعطائك فكرة عن قيمة النيوتن، ضع في اعتبارك أن الشخص الذي يزن 50 كجم يجب أن يؤثر باستمرار بقوة مقدارها 490.5 نيوتن ليظل واقفًا. ولكي تحمل زجاجة مياه كبيرة سعة لتر واحد، تحتاج إلى قوة مقدارها 9.81 نيوتن. وفي النهاية، 1 نيوتن قوة صغيرة.
وتجدر الإشارة إلى أن وحدة نيوتن يمكن أن تسمى أيضًا نيوتن أو نيوتون.
صيغة القوة
رياضيًا، وحدة النيوتن تساوي كيلوًا في متر مقسومًا على ثانية واحدة مربعة.
يمكن تقسيم هذا التعبير إلى وحدات من كميتين فيزيائيتين: الكتلة والتسارع. يتم تعريف الكتلة بالكيلوجرام، ويتم قياس التسارع بالمتر مقسومًا على الثانية المربعة.
ولذلك، فإن صيغة القوة المؤثرة على الجسم تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم في تسارع الجسم.
ويمكن أيضًا استخلاص هذه الصيغة من قانون نيوتن الثاني.
على سبيل المثال، إذا أردنا حساب القوة التي يجب أن تؤثر على جسم كتلته 12 كجم بحيث يتسارع بمقدار 5 م/ث 2 ، فيجب علينا استخدام صيغة القوة وإجراء الحساب التالي:
المعادلات النيوتونية بين الأنظمة
كما رأينا أعلاه، فإن نيوتن هو وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات. ولكن هناك المزيد من أنظمة الوحدات، لذلك على الرغم من أنها أقل استخدامًا، فقد تحتاج إلى تحويل القوة المعبر عنها بالنيوتن إلى أنواع أخرى من الوحدات.
ستجد أدناه جدولًا يحتوي على المعادلات بين وحدات القوة المختلفة الموجودة. يمكنك استخدام هذا الجدول لتحويل القوة المعبر عنها بالنيوتن إلى وحدات أخرى مختلفة أو العكس.
| قوة | التكافؤ |
|---|---|
| 1 داين (داين) | 1 10 -5ن |
| 1 كيلوجرام من القوة (kgf) | 9.80665 ن |
| 1 ستين (sn) | 1000ن |
| قوة 1 رطل (lbf) | 4.44822ن |
| 1 جنيه (دل) | 0.1382550ن |
| 1 أونصة من القوة (ozf) | 0.278014ن |
مضاعفات نيوتن ومضاعفاته
في بعض الأحيان قد يكون من غير العملي التعبير عن بعض القوى بالنيوتن، لأن القوة ذات القيمة الكبيرة جدًا أو الصغيرة جدًا سيكون لها العديد من الأصفار على اليمين أو اليسار، على التوالي. ولهذا السبب يتم أيضًا استخدام مضاعفات نيوتن ومضاعفاته الفرعية.
على سبيل المثال، من الأسرع كتابة 1 ميغانيوتن (1 MN) من 1,000,000 نيوتن والقوتان متكافئتان.
يمكنك أدناه رؤية جدول يحتوي على العلاقات بين مضاعفات ومضاعفات النيوتن في النظام الدولي للوحدات (SI).
| اسم | رمز | عديد |
|---|---|---|
| decanewton | دان | 10 1ن |
| هكتونيوتون | ح.ن | 10 2 ن |
| كيلونيوتون | كيلو نيوتن | 10 3 ن |
| ميجانيوتن | م.ن. | 10 6 ن |
| جيجا نيوتن | جي إن | 10 9 ن |
| تيرانيوتون | تينيسي | 10 12 ن |
| com.petanewton | ب.ن | 10 15 ن |
| com.exanewton | في | 10 18 ن |
| zettanewton | الزنك | 10 21 ن |
| com.yottanewton | نحن | 10 24 ن |
| اسم | رمز | متعددة |
|---|---|---|
| com.decinewton | DN | 10-1ن |
| سينتينيوتون | CN | 10-2ن |
| ميلينيوتون | مليون | 10 -3ن |
| ميكرونيوتون | μN | 10 -6ن |
| nanonewton | ن.ن | 10 -9 ن |
| com.piconewton | pN | 10 -12 ن |
| فيمتونيوتون | fN | 10 -15 ن |
| attonewton | الى | 10 -18 ن |
| zeptonewton | الزنك | 10 -21 ن |
| yoctonewton | نعم | 10 -24 ن |
من بين جميع المضاعفات والمضاعفات الفرعية، الأكثر استخدامًا هي كيلونيوتن، وميجانيوتون، وميكرونيوتن.