Newton (unidad)

Unidad de fuerza en física.

El newton (símbolo: N ) es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades (SI) . Se define como la fuerza que le da a una masa de 1 kilogramo una aceleración de 1 metro por segundo por segundo. Lleva el nombre de Isaac Newton en reconocimiento a su trabajo sobre mecánica clásica , específicamente su segunda ley del movimiento . ${\displaystyle 1\ {\text{kg}}\cdot {\text{m/s}}^{2}}$

Definición

Un newton se define como (es una unidad derivada con nombre definida en términos de las unidades básicas del SI ). ^{[1] : 137} Un newton es, por tanto, la fuerza necesaria para acelerar un kilogramo de masa a razón de un metro por segundo al cuadrado en la dirección de la fuerza aplicada. ^[2] ${\displaystyle \mathrm {1\ kg{\cdot }m/s^{2}} }$

Las unidades "metro por segundo al cuadrado" pueden entenderse como una medida de una tasa de cambio en la velocidad por unidad de tiempo, es decir, un aumento de la velocidad de 1 metro por segundo cada segundo. ^[2]

En 1946, la Resolución 2 de la Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM) estandarizó la unidad de fuerza en el sistema de unidades MKS como la cantidad necesaria para acelerar 1 kilogramo de masa a razón de 1 metro por segundo al cuadrado. En 1948, la Resolución 7 de la 9ª CGPM adoptó el nombre de Newton para esta fuerza. ^[3] El sistema MKS se convirtió entonces en el modelo del sistema de unidades SI actual. ^[4] El newton se convirtió así en la unidad de fuerza estándar en el Système international d'unités (SI), o Sistema Internacional de Unidades . ^[3]

El Newton lleva el nombre de Isaac Newton . Como ocurre con cada unidad SI que lleva el nombre de una persona, su símbolo comienza con una letra mayúscula (N), pero cuando se escribe completo, sigue las reglas de uso de mayúsculas de un sustantivo común ; es decir, Newton se escribe con mayúscula al principio de una oración y en los títulos, pero por lo demás se escribe con minúscula.

La conexión con Newton proviene de la segunda ley del movimiento de Newton , que establece que la fuerza ejercida sobre un objeto es directamente proporcional a la aceleración adquirida por ese objeto, así: ^[5]

$${\displaystyle F=ma,}$$

mmasaametrosegundo 1 kg ⋅ m / s 2 . {\displaystyle \mathrm {1\ kg{\cdot }m/s^{2}} .} ${\displaystyle {\text{kg}}}$ ${\displaystyle {\text{m}}}$ ${\displaystyle {\text{s}}}$

Ejemplos

Con una gravedad promedio en la Tierra (convencionalmente, ), un kilogramo de masa ejerce una fuerza de aproximadamente 9,8 newtons. ${\displaystyle g={9.80665}\ {\text{m/s}}^{2}}$

• Una manzana de tamaño promedio de 200  g ejerce aproximadamente dos newtons de fuerza en la superficie de la Tierra, que medimos como el peso de la manzana en la Tierra.

${\displaystyle 0.200{\text{ kg}}\times 9.80665{\text{ m/s}}^{2}=1.961{\text{ N}}.}$

• Un adulto promedio ejerce una fuerza de aproximadamente 608 N en la Tierra.

${\displaystyle 62{\text{ kg}}\times 9.80665{\text{ m/s}}^{2}=608{\text{ N}}}$(donde 62 kg es la masa adulta promedio mundial). ^[6]

Kilonewtons

Un mosquetón utilizado en escalada en roca , con un índice de seguridad de 26 kN cuando se carga a lo largo de la columna con la puerta cerrada, 8 kN cuando se carga perpendicular a la columna y 10 kN cuando se carga a lo largo de la columna con la puerta abierta.

Las fuerzas grandes se pueden expresar en kilonewtons (kN), donde 1 kN = 1000 N. Por ejemplo, el esfuerzo de tracción de una locomotora de vapor Clase Y y el empuje de un motor a reacción F100 son ambos de alrededor de 130 kN.

Un kilonewton, 1 kN, equivale a 102,0  kgf , o unos 100 kg de carga bajo la gravedad terrestre.

${\displaystyle 1{\text{ kN}}=102{\text{ kg}}\times 9.81{\text{ m/s}}^{2}}$.

Entonces, por ejemplo, una plataforma que muestra que tiene una potencia nominal de 321 kilonewtons (72 000 lb _f ) soportará con seguridad una carga de 32 100 kilogramos (70 800 lb). ^{[ cita necesaria ]}

Factores de conversión

Ver también

• Medidor de fuerza
• Sistema Internacional de Unidades (SI)
• Joule , unidad SI de energía , 1 newton ejercido sobre una distancia de 1 metro
• Kilogramo-fuerza , fuerza que ejerce la gravedad de la Tierra al nivel del mar sobre un kilogramo de masa
• kip (unidad)
• Pascal , unidad SI de presión , 1 newton que actúa sobre un área de 1 metro cuadrado
• Órdenes de magnitud (fuerza)
• Libra (fuerza)
• Estena
• Newton metro , unidad SI de par

Referencias

1. Oficina Internacional de Pesos y Medidas (2019). El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (9 ed.). Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM). pag. 137. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2021 . Consultado el 22 de septiembre de 2021 .
2. "Newton | unidad de medida". Enciclopedia Británica . 17 de diciembre de 2020. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2019 . Consultado el 27 de septiembre de 2019 .
3. El Sistema Internacional de Unidades (SI) (1977 ed.). Departamento de Comercio de EE. UU ., Oficina Nacional de Normas . 1977. pág. 17.ISBN _ 9282220451. Archivado desde el original el 11 de mayo de 2016 . Consultado el 15 de noviembre de 2015 .
4. David B. Newell; Eite Tiesinga, eds. (2019). El Sistema Internacional de Unidades (SI) (PDF) (Publicación especial NIST 330, edición de 2019). Gaithersburg, MD: NIST . Consultado el 30 de noviembre de 2019 .
5. "Tabla 3. Unidades derivadas coherentes del SI con nombres y símbolos especiales". El Sistema Internacional de Unidades (SI) . Oficina Internacional de Pesas y Medidas . 2006. Archivado desde el original el 18 de junio de 2007.
6. Walpole, Sarah Catalina; Prieto-Merino, David; et al. (18 de junio de 2012). "El peso de las naciones: una estimación de la biomasa humana adulta". Salud Pública de BMC . 12 (12): 439. doi : 10.1186/1471-2458-12-439 . PMC 3408371 . PMID  22709383. 
7. Venidas, EW (1940). "Unidades de ingeniería inglesas y sus dimensiones". Química industrial y de ingeniería . 32 (7): 984–987. doi :10.1021/ie50367a028.
8. Klinkenberg, Adrián (1969). "El sistema americano de unidades de ingeniería y su constante dimensional g _c ". Química industrial y de ingeniería . 61 (4): 53–59. doi :10.1021/ie50712a010.