Newton (Einheit)
| Physikalische Einheit | |
|---|---|
| Einheitenname | Newton |
| Einheitenzeichen | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{N}} |
| Physikalische Größe(n) | Kraft |
| Formelzeichen | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle F; \, G} |
| Dimension | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathsf{M\;L\;T^{-2}}} |
| System | Internationales Einheitensystem |
| In SI-Einheiten | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{1 \, N = 1 \; \frac{kg \, m}{s^2}}} |
| In CGS-Einheiten | Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \mathrm{1 \, N = 10^5 \; dyn = 10^5 \; \frac{g \, cm}{s^2}}} |
| Benannt nach | Isaac Newton |
| Abgeleitet von | Kilogramm, Meter, Sekunde |
Das Newton [ˈnjuːtn] (Einheitenzeichen: N) ist die SI-Einheit der physikalischen Größe Kraft. Ausgedrückt in den Basiseinheiten Kilogramm (kg), Meter (m) und Sekunde (s) lautet die Definition:
Geschichte
Der Name „Newton“ wurde 1913 auf der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) als Maßeinheit des MKS-Systems für die Kraft vorgeschlagen.[1] Auf der 9. CGPM 1948 wurde das Newton dann auf Vorschlag der Internationalen Union für Physik[2] offiziell in den Katalog der benannten Einheiten aufgenommen.[3]
Veranschaulichungen
- Dynamische Beispiele (Geschwindigkeitsveränderungen)
Ein Newton ist die Größe der Kraft, die aufgebracht werden muss, um einen ruhenden Körper der Masse 1 kg innerhalb einer Sekunde gleichförmig auf die Geschwindigkeit Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle 1\,\tfrac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}} zu beschleunigen.
Oder:
Ein Newton ist die Größe der Kraft, die aufgebracht werden muss, um einem Körper der Masse 1 kg die Beschleunigung Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle 1\,\tfrac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^{2}}} zu erteilen.
Oder:
Ein Newton ist die Größe der Kraft, die aufgebracht werden muss, um bei einer geradlinigen Bewegung die Geschwindigkeit eines Körpers der Masse 1 kg innerhalb einer Sekunde gleichförmig um zu ändern.
- Statische Beispiele
Wenn man die Gewichtskraft eines Objektes in einem Schwerefeld angeben will (was üblicherweise in Newton erfolgt), ist das zu unterscheiden von der Masse des Objektes, die in Kilogramm angegeben wird. Als Faustregel gilt: 1 kg entspricht auf der Erdoberfläche etwa 10 N, diese Größen sind aber, so wie deren Einheiten kg und N, grundverschieden. Da die mittlere Erdbeschleunigung (der sog. Ortsfaktor) auf Meereshöhe Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle 9{,}81\, \tfrac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}} beträgt, erfährt ein Körper der Masse 1 kg dort eine Gewichtskraft von 9,81 N. Umgekehrt ist 1 Newton die Gewichtskraft, die auf einen Körper mit der Masse 102 Gramm wirkt.
Maximalbelastungen von Fußböden werden oft in Newton oder Newton pro Quadratmeter angegeben. Auch die Reißfestigkeit von Seilen (z. B. Abschleppseilen) oder die Belastungsgrenze von Kränen wird oft in Newton angegeben – oder sie wurde mittels obiger Faustformel in eine zulässige Masse umgerechnet: Man teilt die zur Krafteinheit Newton gehörende Maßzahl durch 10, um die zur Masseneinheit Kilogramm gehörende Maßzahl zu erhalten:
- Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle m = \frac {F/(1\,\mathrm{N})}{10}\,\mathrm{kg}}
Gebräuchliche Vielfache
Das Einheitenzeichen kann mit den üblichen Vorsätzen für Maßeinheiten kombiniert werden. Gebräuchlich sind:
- MN, Meganewton (1.000.000 Newton) ist eine Einheit, die bei Schubkräften großer Feststoffraketen (wie etwa beim Space-Shuttle) verwendet wird.
- kN, Kilonewton (1.000 Newton) ist die übliche Einheit für Kräfte im Bauwesen (1 kN entspricht etwa der Gewichtskraft einer Masse von 100 kg), außerdem der Schubkraft von Strahl- und Raketentriebwerken für Flugzeuge und große Raketen sowie der Zug- und Bremskraft für Lokomotiven und Eisenbahn-Triebfahrzeuge.
- daN, Dekanewton (10 Newton) ist eine Einheit, die z. B. in der Hebetechnik wie auch bei Ladungssicherung zur Angabe der Tragfähigkeit oder der Bruchfestigkeit von Seilen oder Gurten verwendet wird und entspricht etwa der Gewichtskraft, die auf eine Masse von 1 kg wirkt. Ein Seil mit einer Bruchlast von 1000 daN kann daher ungefähr 1000 kg tragen.
- cN, Centinewton oder Zentinewton (0,01 Newton) ist eine übliche Einheit bei der Beschreibung der Festigkeit von Fasern und Garnen (z. B. cN/dtex) und entspricht auf der Erde etwa der Gewichtskraft, die auf eine Masse von 1 Gramm wirkt.
- mN, Millinewton (0,001 Newton) ist die übliche Einheit der Schubkraft von Ionentriebwerken.
Siehe auch
- Newtonmeter
- Liste von Größenordnungen der Kraft – Zusammenstellung alltäglicher und nicht alltäglicher Kräfte
Einzelnachweise
- ↑ Tagungsbericht der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht, 1913, Seite 51 und 56 (abgerufen am 11. November 2019), französisch
- ↑ Tagungsbericht der 9. Generalkonferenz für Maß und Gewicht, 1948, Seite 60 (abgerufen am 26. Mai 2020), französisch
- ↑ Resolution 7 of the 9th CGPM (1948). Writing and printing of unit symbols and of numbers. Bureau International des Poids et Mesures, abgerufen am 12. April 2021 (englisch).
