Как найти ньютоны физика формула

Прежде чем отвечать на вопрос о количестве килограммов в одном ньютоне, необходимо разобраться с предложенными понятиями с точки зрения общепринятой системы СИ, учитывая, что ньютон является не столько базовой единицей системы СИ, сколько единицей метрической.

Порядок решения задачи

При решении физических задач значения физических величин измерения массы, представленные в единицах, отличных от единиц массы, необходимо перевести в единицы СИ, т. е. в килограммы.

Перевод осуществляем следующим образом:

• 1 Н = 1 кг x 1 м/с².

Если рассматривать поставленный вопрос буквально, то ответ будет следующим:

• 1 кг/1 Н = 1 кг/(1 кг x 1 м/с²) = 1/(1 м/с2) = 1 с²/м.

Получаем обратную единицу измерения ускорения. В этом нет здравого смысла.

Алгоритм решения вопроса с учетом законов физики

Если рассуждать здраво, то нужно исходить из позиции, что в системе СИ ньютон — единица силы, которую вы получаете при помещении тела в гравитационное поле. Фактически этот показатель используется для обозначения любых сил — гравитационных, электромагнитных, силы трения и других сил с привязкой к массе объекта, на который действуют любые силы. Килограмм же есть единица измерения массы.

Говоря проще, чтобы вытеснить тело весом один килограмм с ускорением один м/с², нам нужно приложить силу, равную одному ньютону.

Если ограничивать силу только гравитационной силой планетной массы для тела меньшей массы на ее поверхности, можно вывести пропорциональную зависимость между массой и указанной гравитационной силой, приводящей к постоянному ускорению для произвольной массы (пренебрегая другими силами, такими как сопротивление воздуха). Иначе говоря, числовое значение ньютонов в килограмме в любом месте будет равно силе ускорения объекта определенной массы.

Таким образом, в системе СИ значение в 1 Н определяется как сила, необходимая для ускорения массы в один килограмм с ускорением в один метр в секунду за секунду (то есть секунду в квадрате) в направлении действия силы.

Обратите внимание, что сила и ускорение являются векторными величинами, поэтому они имеют направление и величину, тогда как масса — скалярное значение, имеющее только заданную величину.

Сила (F) равна массе (m) раз на ускорение (a): F = m x a .

Такой вывод основан на втором законе ньютоновского движения, ускорение тела, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе этого тела.

Исходя из этого, вопрос о переводе ньютонов в килограммы изначально не имеет никакого смысла. По сути, это равносильно тому, как если бы вы спросили: «Сколько в одном часе метров?» или «Сколько байт в десяти литрах?» Поскольку сравнение различны физических величин, измеряемых в разных единицах, само по себе безосновательно.

Поэтому уместнее было бы рассматривать вопрос о том, как все-таки вычислить, сколько ньютонов в одном килограмме с позиции гравитации в определенном месте на Земле. Иными словами, чтобы найти массу в килограммах, нам нужно знать вес в ньютонах, поскольку масса фактически представляет собой вес тела. Приведя две физические величины с разными значениями к общему знаменателю — в данном случае утверждению о том, что масса равна весу, мы можем смело переводить ньютоны в килограммы и обратно, а также учитывать, насколько сильно гравитационное поле, которое напрямую связано с ускорением.

В частности, мы можем использовать формулу W = m x g (которая, по сути, является особым случаем выражения упомянутого второго закона: F = m x а), где W — вес объекта в ньютонах, m — масса объекта в килограммах, g — гравитационное ускорение объекта в ньютонах на килограмм.

Все по тому же второму закону получаем: F = m x g.

Если предположить, что объект весом 1 кг находится на Земле, поскольку один килограмм веса тяжелее на Земле, чем на Луне или, скажем, на Марсе, то мы учитываем значение g на поверхности Земли, которое составляет g = 9,8 Н/кг. Таким образом, получаем: W = 9,8 * 1 = 9,8 Н, то есть один килограмм составляет 9,8 ньютонов. Таким образом, мы с вами осуществили перевод килограммов в ньютоны:

Тело весом один килограмм имеет (стандартный) вес равный 9,8 Н.

Идем дальше. «Стандартная гравитация» или «стандартное ускорение свободного падения» (g ₀) составляет 9,80665 м/с² или 9,80665 Н/кг — среднее значение гравитации на поверхности планеты Земля.

Несмотря на то, что это значение является общепринятым для преобразования значений между массой и силой тяжести, это теоретическое значение, поскольку справедливо оно только для некоторых мест на Земле вблизи уровня моря.

Фактическая же сила тяжести на Земле изменяется на 0,7%. Но это частности. Хотя, как известно, из-за того, что не учитываются исключения и частности, могут возникать неточности при проведении измерений.

Формула для перевода величин

Отвечая на вопрос о переводе ньютонов в килограммы при стандартной гравитации (и это важно), получаем следующее значение:

• 1 Н ÷ g ₀ ≃ 0,101972 кг.

Округлив полученное значение, можно записать следующее:

• 1 Н = 0,101 кг.

Ньютон — производная единица измерения силы в системе СИ, названа по имени физика Исаака Ньютона.

Общее описание[править]

Ньютон определяется как сила, которая придает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с². Другая трактовка — сила, действующая на тело массой 1 кг в течение 1 с и меняет его скорость на 1 м/с

1 Н = 1 кг۰м/c²

1 Н = 10⁵ дин.

Формула для расчета силы в Ньютонах:

F = ma;

где: F — сила в Ньютонах;

m — масса в килограммах;

a — ускорение (м/c²)

Таким образом, на тело массой 1 кг, что находится в свободном падении (а=9,8 м/с²), действует сила F=1×9,8=9,8 ньютона. Если на 1 кг действует сила 9,8 ньютона, тогда 1 ньютон в 9,8 раз меньше килограмма и равен 0,102 кг неуравновешенной силы.

Чтобы «пощупать» силу в один ньютон, нужно поднять массу равную 102 граммам, чтобы она оказалась на высоте 1 метра ровно за 1,41 секунды и траектория этого движения — луч перпендикулярный земле. При этом ключевым является время, когда тело окажется на данной высоте (1,41 с). Даже если мы приложим значительную силу, в начале движения (a — приближается к бесконечности), для достижения условия высоты 1 метра на 1,41 с, должен существовать длительный промежуток времени, когда а равно нулю, или приобретает минусовое значение (или меняет свое направление), которое будет влиять на конечный средний результат силы — 1 ньютон в заданной траектории.

Кратные и дольные единицы[править]

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Примеры[править]

• Земля притягивает яблоко массой 102 г с силой 1 Н (с такой же силой недвижимое яблоко, лежащее на земле, давит на землю).
• На поверхности Земли тело массой 1 кг давит на опору с силой примерно 9,8 Н, таким образом 1 кг примерно соответствует 10 Н. Такое округление используется обычно и в инженерных расчетах, не требующих особой точности.
• Сила земного притяжения для человека массой 70 кг составляет 686 Н.
• Машина ударила камень весом 2 кг, за 0,1 секунду его скорость возросла линейно до 5 м/с. Итак, на камень действовала сила в 2×(5/0,1) = 100 Н.

См. также[править]

• СИ
• Сила (физическая величина)

Единицы СИ [+]
Основные единицы	Ампер · Кандела · Кельвин · Килограмм · Метр · Моль · Секунда
Производные единицы	Беккерель · Ватт · Вебер · Вольт · Генри · Герц · Градус Цельсия · Грей · Джоуль · Зиверт · Катал · Кулон · Люкс · Люмен · Ньютон · Ньютон-метр · Ом · Паскаль · Радиан · Сименс · Стерадиан · Тесла · Фарад
Принятые для использования с СИ	Ангстрем · Астрономическая единица · Гектар · Градус дуги (Минута дуги, Секунда дуги) · Дальтон (Атомная единица массы) · Децибел · Квадратный метр · Литр, Кубический километр · Микрограмм (Миллиграмм) · Микросекунда (Миллисекунда, Наносекунда) · Микрометр (Нанометр, Миллиметр, Сантиметр, Фемтометр, Километр) · Непер · Сутки (Час, Минута) · Световой год · Тонна · Электронвольт Атомная система единиц · Естественная система единиц
См. также	Измерение · История метрической системы · Квантовая система единиц · Новые определения СИ · Планковская длина · Преобразование единиц · Приставки СИ · Произвольная единица · Система физических величин

Единица измерения силы, теория и онлайн калькуляторы

Единица измерения силы

Одним из основных законов классической динамики является второй закон Ньютона. Он содержит две величины, которые нельзя выразить только при помощи кинематических величин. Этими величинами являются сила и масса. Данные величины равноправны. Каждую из них можно считать основной как силу, так и массу. Избрав для единицы одной из них эталон, получают единицу для другой, применяя второй закон Ньютона. Так можно получить две разные системы единиц, в одной из них (метрической) основными единицами служат единицы массы, а единицы силы считаются производными. Причиной выбора единиц массы как основным в первую очередь служит то, что для массы проще создать эталон.

Ньютон — единица измерения силы в системе СИ

На сегодняшний момент в физике используют Международную систему единиц (СИ) в которой ньютон — единица измерения силы. Один ньютон (1Н) — это сила, сообщающая телу, имеющему массу в 1 килограмм, ускорение равное 1 метру, деленному на секунду в квадрате в направлении действия силы:

[1Н=1кгcdot 1frac{м}{с^2}.]

Ньютон является производной единицей в СИ.

Первоначально единицу силы как сформулировано выше приняли для системы единиц МКС (метр-килограмм-секунда) в 1946 г. Немного позднее единицу силы назвали ньютоном (в 1948 г). В системе СИ ньютон — единица измерения силы с 1960 года. Очевидно, что свое имя единица силы получила в честь английского ученого И. Ньютона, основателя классической динамики. Ньютон в своих разработках не использовал единиц измерения силы, рассматривая ее как абстракцию.

При вычислениях часто используют кратные и дольные единицы силы, применяя стандартные приставки системы СИ, например: $1кН={10}^3Н;; 1нН={10}^{-9}Н;; 1МН={10}^6Н.$

Единицы измерения силы в других системах единиц

Долгое время, и иногда сейчас, в физике используют систему единиц, называемую СГС. В этой системе единицей длины является сантиметр (см), единицей массы — грамм (г), единицей времени стала секунда (с). В системе СГС единицей силы является дина (дин). Одна дина — это сила, сообщающая телу массой 1 г ускорение, равное 1$frac{см}{с^2}$. Дина является очень маленькой единицей силы. Ньютон и дина соотносятся как:

[1Н={10}^5дин.]

В технических расчетах используют еще одну единицу измерения силы, которую называют килограмм — сила (кгс). 1 кгс — это сила, с которой Земля действует на эталонную массу в один килограмм, притягивая ее.

[1Нapprox 0,10197162 кгс.]

В России килограмм-сила используется как внесистемная единица измерения силы, ее рекомендуют использовать там, где численные значения силы невозможно или нерационально выражать в СИ.

Примеры задач с решением

Читать дальше: единица измерения сопротивления.

Перевести ньютоны (Н) в килограммы (кг) и обратно

Чтобы перевести ньютоны (Н) в килограммы (кг) и обратно воспользуйтесь нашим очень удобным онлайн конвертером:

Онлайн конвертер

Ньютоны в килограммы

Килограммы в ньютоны

Просто введите значение и получите результат.

Справка

Ньютон — это сила, которая изменяет за 1 секунду скорость тела массой в 1 кг на 1 м/с в направлении действия этой силы.

Сколько килограмм в ньютоне?