نیوتن (Newton - N) برای نیرو (Force) ( $ \text{N} = \text{kg} \cdot \text{m}/\text{s}^2 $ )، در فیزیک (Physics)
انواع واحدها (Unit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیوتن (Newton - N) برای نیرو (Force) ( $ \text{N} = \text{kg} \cdot \text{m}/\text{s}^2 $ ) :
Newton یکای نیرو در سیستم بین المللی (SI) است. این واحد به افتخار دانشمند بزرگ، آیزاک نیوتن، نام گذاری شده است. یک نیوتن برابر است با نیرویی که به یک جرم ۱ کیلوگرمی شتابی برابر با ۱ متر بر مجذور ثانیه بدهد:
\[ 1\,\text{N} = 1\,\text{kg} \cdot \text{m}/\text{s}^2 \].
نیوتن یک یکای فرعی (derived) است که از ترکیب سه یکای اصلی (کیلوگرم، متر و ثانیه) به دست می آید. این رابطه بیانگر قانون دوم نیوتن است:
\[ \vec{F} = m\vec{a} \]. اگر جرمی به جرم m تحت تأثیر نیروی F قرار گیرد، شتاب آن a = F/m خواهد بود.
در زندگی روزمره، نیروی وزن (gravitational force) که زمین به اجسام وارد می کند بر حسب نیوتن اندازه گیری می شود. برای مثال، یک جسم با جرم ۱۰۰ گرم (۰.۱ کیلوگرم) وزنی حدود ۰.۹۸ نیوتن دارد (چون شتاب گرانش زمین حدود ۹.۸ متر بر مجذور ثانیه است).
یک نیوتن تقریبا معادل نیروی لازم برای بلند کردن یک سیب متوسط (با جرم حدود ۱۰۰ گرم) است. این مقایسه ساده به درک اندازه این واحد کمک می کند.
نیوتن در تعریف بسیاری از واحدهای دیگر نقش دارد: پاسکال (واحد فشار) برابر با نیوتن بر متر مربع است (
\[ 1\,\text{Pa} = 1\,\text{N}/\text{m}^2 \]). ژول (واحد انرژی) برابر با نیوتن در متر است (
\[ 1\,\text{J} = 1\,\text{N} \cdot \text{m} \]).
\[ \vec{F} = m\vec{a} \quad \text{(قانون دوم نیوتن)} \qquad \vec{F} = G\frac{m_1 m_2}{r^2}\hat{r} \quad \text{(قانون گرانش)} \]در سیستم CGS (سانتی متر-گرم-ثانیه)، واحد نیرو دین (dyne) است:
\[ 1\,\text{N} = 10^5\,\text{dyn} \]. یعنی هر نیوتن برابر با صد هزار دین است.
نیروهای معمولی در طبیعت می توانند از چند نانونیوتن (در مقیاس مولکولی) تا میلیون ها نیوتن (در موشک ها) متغیر باشند. برای مثال، نیروی رانش موتور یک هواپیمای جت می تواند چندین کیلونیوتن (kN) باشد.
مثال عددی: اگر خودرویی با جرم ۱۰۰۰ کیلوگرم با شتاب ۲ متر بر مجذور ثانیه حرکت کند، نیروی پیشران آن برابر با F = 1000 × 2 = 2000 نیوتن (۲ کیلونیوتن) است.
در مهندسی سازه، نیروهای وارد بر تیرها و ستون ها را بر حسب نیوتن یا کیلونیوتن محاسبه می کنند تا ایمنی ساختمان تضمین شود.
نیروی اصطکاک، نیروی کشش فنر (قانون هوک: F = -kx)، نیروی مغناطیسی و الکتریکی همگی با یکای نیوتن سنجیده می شوند.
در فیزیک مدرن، نیروهای بنیادی مانند نیروی هسته ای قوی و ضعیف نیز بر حسب نیوتن قابل بیان هستند، اگرچه معمولا از واحدهای انرژی مانند MeV استفاده می شود.
نیوتن همچنین در ترمودینامیک (کار مکانیکی) و مکانیک سیالات (نیروی درگ) کاربرد گسترده دارد. خلاصه اینکه نیوتن یکای اساسی برای توصیف برهم کنش های مکانیکی در جهان است.
