ニュートン (単位)

ニュートン: newton、記号: N)は、 国際単位系 (SI)における単位。1ニュートンは、1kgの質量を持つ物体に1m/s2の加速度を生じさせる力。名称は古典力学で有名なイギリスの物理学者アイザック・ニュートンにちなむものである。

ニュートン
newton
記号 N
国際単位系 (SI)
種類 組立単位
組立 kg·m/s2
定義 1kgの質量を持つ物体に1m/s2の加速度を生じさせる力
語源 アイザック・ニュートン

名称

1946年国際度量衡総会 (CGPM) のMKS単位系で、1キログラムの物質に1m/s2加速度を生じさせる力が単位として認められ、1904年ブリストル大学のデビッド・ロバートソンにより提唱された[1]「ニュートン」の名称が1948年に採用された。これによりニュートンは力の国際単位系 (SI)となった。

人名にちなんで名付けられたため「n」ではなく「N」と表記される。ただし「ニュートン」と書き出す場合は「Newton」ではなく「newton」が正しい[2]

定義

1ニュートンは、1キログラム質量をもつ物体に1メートル毎秒毎秒 (m/s2) の加速度を生じさせる力と定義される。運動の第2法則F = maとし、Fm質量a加速度である。単位で表すと以下のようになる:

F = m a
1 N = 1 kg m/s2

つまり、基本単位で書き表すと N = kg·m/s2 (キログラムメートル毎秒毎秒)となる。

また、次元解析を力、を質量、を長さ、を時間とした場合の式:

重量

重量重力によって2つの物体の間に働く力と定義されているので、ニュートンはまた重量の単位でもある。地球表面において質量1キログラムの物体の重量は約9.81ニュートンである(場所によって10分の数パーセント異なる)。この値が1重量キログラム (kgf) である。

換算

力の単位
変換後
ニュートンSI単位)
N
ダイン
dyn
重量キログラム
kgf
重量ポンド
lbf
パウンダル
pdl
変換前 1 N =1 kg·m/s2 =105 dyn ≈0.10197 kgf ≈0.22481 lbf ≈7.2330 pdl
1 dyn =105 N =1 g·cm/s2 ≈1.0197×106 kgf ≈2.2481×106 lbf ≈7.2330×105 pdl
1 kgf =9.80665 N =980665 dyn =gn·(1 kg) ≈2.2046 lbf ≈70.932 pdl
1 lbf =4.4482216152605 N ≈444822 dyn ≈0.45359 kgf =gn·(1 lb) ≈32.174 pdl
1 pdl =0.138254954376 N ≈13825 dyn ≈0.014098 kgf ≈0.031081 lbf =1 lb·ft/s2
重量ポンドの値は、公式には重量キログラムによって定義されている標準重力加速度 gn を用いて計算している。
力学の単位の3つのアプローチ[3][4]
基本単位 力・長さ・時間 重さ・長さ・時間 質量・長さ・時間
(F) F = ma = wa/g F = ma/gc = wa/g F = ma = wa/g
重さ (w) w = mg w = mg/gcm w = mg
単位系 BGGM EEM AECGSMTSSI
加速度 (a) ft/s2m/s2 ft/s2m/s2 ft/s2Galm/s2m/s2
質量 (m) slugslug lbmkg lbgtkg
力 (F) lbkgf lbFkgf pdldynsnN
圧力 (p) lb/in2at PSIatm pdl/ft2BapzPa

脚注

  1. U.S. Metric Study Interim Report: Engineering Standards. U.S. Government Printing Office. (1971). p. 49. https://archive.org/stream/usmetricstudyin3451desi_0#page/48/mode/2up
  2. The International System of Units, section 5.2.
  3. Michael R. Lindeburg (2011). Civil Engineering Reference Manual for the Pe Exam. Professional Publications. ISBN 1591263417
  4. Wurbs, Ralph A, Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam, http://engineeringregistration.tamu.edu/tapedreviews/Fluids-PE/PDF/Fluids-PE.pdf 2011年10月26日閲覧。
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