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Newton Einheit Physikalische EinheitEinheitenname NewtonEinheitenzeichen N displaystyle mathrm N Physikalische Größe Kra

Newton (Einheit)

Das Newton [ˈnjuːtn] (Einheitenzeichen: N, benannt nach dem Physiker Isaac Newton) ist die SI-Einheit der physikalischen Größe Kraft. Ausgedrückt in den Basiseinheiten Kilogramm (kg), Meter (m) und Sekunde (s) lautet die Definition:

Mit zwei verschiedenen Kraft­messern wird jeweils die Gewichts­kraft eines Wägestückes in der Einheit Newton (N) bestimmt.

Geschichte

Der Name „Newton“ wurde 1913 auf der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) als Maßeinheit des MKS-Systems für die Kraft vorgeschlagen. Auf der 9. CGPM 1948 wurde das Newton dann auf Vorschlag der Internationalen Union für Physik offiziell in den Katalog der benannten Einheiten aufgenommen.

Bis zum Jahr 1978 wurde im so genannten technischen Maßsystem die Einheit Kilopond (kp) für die Kraft verwendet. Ein Kilopond verkörpert das Gewicht einer Masse von 1 kg bei Standardschwerkraft. Daraus ergibt sich ein Umrechenfaktor von 1 N = 0,10197 kp beziehungsweise 1 kp = 9,80665 N. Gegenüber dem Kilopond hat das Newton den Vorzug, dass sich die Grundgleichung der Mechanik ohne Proportionalitätsfaktor schreiben lässt, weil sich das Newton direkt aus den Basiseinheiten für Masse, Länge und Zeit ergibt (Kohärenz).

Veranschaulichungen

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 zu beschleunigen.

Oder:

Ein Newton ist die Größe der Kraft, die aufgebracht werden muss, um einem Körper der Masse 1 kg die Beschleunigung 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.

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 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:

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

Einzelnachweise

  1. Tagungsbericht der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht, 1913, Seite 51 und 56 (abgerufen am 11. November 2019), französisch
  2. Tagungsbericht der 9. Generalkonferenz für Maß und Gewicht, 1948, Seite 60 (abgerufen am 26. Mai 2020), französisch
  3. 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).
SI-Einheiten
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Veröffentlichungsdatum:
Physikalische EinheitEinheitenname NewtonEinheitenzeichen N displaystyle mathrm N Physikalische Grosse KraftFormelzeichen F G displaystyle F G Dimension M L T 2 displaystyle mathsf M L T 2 System Internationales EinheitensystemIn SI Einheiten 1 N 1 k g m s 2 displaystyle mathrm 1 N 1 frac kg m s 2 In CGS Einheiten 1 N 10 5 d y n 10 5 g c m s 2 displaystyle mathrm 1 N 10 5 dyn 10 5 frac g cm s 2 Benannt nach Isaac NewtonAbgeleitet von Kilogramm Meter SekundeDas Newton ˈnjuːtn Einheitenzeichen N benannt nach dem Physiker Isaac Newton ist die SI Einheit der physikalischen Grosse Kraft Ausgedruckt in den Basiseinheiten Kilogramm kg Meter m und Sekunde s lautet die Definition 1 N 1 k g m s 2 displaystyle 1 mathrm N 1 frac mathrm kg cdot mathrm m mathrm s 2 Mit zwei verschiedenen Kraft messern wird jeweils die Gewichts kraft eines Wagestuckes in der Einheit Newton N bestimmt Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Veranschaulichungen 3 Gebrauchliche Vielfache 4 Siehe auch 5 EinzelnachweiseGeschichteDer Name Newton wurde 1913 auf der 5 Generalkonferenz fur Mass und Gewicht CGPM als Masseinheit des MKS Systems fur die Kraft vorgeschlagen 1 Auf der 9 CGPM 1948 wurde das Newton dann auf Vorschlag der Internationalen Union fur Physik 2 offiziell in den Katalog der benannten Einheiten aufgenommen 3 Bis zum Jahr 1978 wurde im so genannten technischen Masssystem die Einheit Kilopond kp fur die Kraft verwendet Ein Kilopond verkorpert das Gewicht einer Masse von 1 kg bei Standardschwerkraft Daraus ergibt sich ein Umrechenfaktor von 1 N 0 10197 kp beziehungsweise 1 kp 9 80665 N Gegenuber dem Kilopond hat das Newton den Vorzug dass sich die Grundgleichung der Mechanik F m a displaystyle vec F m vec a nbsp ohne Proportionalitatsfaktor schreiben lasst weil sich das Newton direkt aus den Basiseinheiten fur Masse Lange und Zeit ergibt Koharenz VeranschaulichungenDynamische Beispiele Geschwindigkeitsveranderungen Ein Newton ist die Grosse der Kraft die aufgebracht werden muss um einen ruhenden Korper der Masse 1 kg innerhalb einer Sekunde gleichformig auf die Geschwindigkeit 1 m s displaystyle 1 tfrac mathrm m mathrm s nbsp zu beschleunigen Oder Ein Newton ist die Grosse der Kraft die aufgebracht werden muss um einem Korper der Masse 1 kg die Beschleunigung 1 m s 2 displaystyle 1 tfrac mathrm m mathrm s 2 nbsp zu erteilen Oder Ein Newton ist die Grosse der Kraft die aufgebracht werden muss um bei einer geradlinigen Bewegung die Geschwindigkeit eines Korpers der Masse 1 kg innerhalb einer Sekunde gleichformig um 1 m s displaystyle 1 tfrac mathrm m mathrm s nbsp zu andern Statische BeispieleWenn man die Gewichtskraft eines Objektes in einem Schwerefeld angeben will was ublicherweise 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 Erdoberflache etwa 10 N diese Grossen sind aber so wie deren Einheiten kg und N grundverschieden Da die mittlere Erdbeschleunigung der sog Ortsfaktor auf Meereshohe 9 81 m s 2 displaystyle 9 81 tfrac mathrm m mathrm s 2 nbsp betragt erfahrt ein Korper der Masse 1 kg dort eine Gewichtskraft von 9 81 N Umgekehrt ist 1 Newton die Gewichtskraft die auf einen Korper mit der Masse 102 Gramm wirkt Maximalbelastungen von Fussboden werden oft in Newton oder Newton pro Quadratmeter angegeben Auch die Reissfestigkeit von Seilen z B Abschleppseilen oder die Belastungsgrenze von Kranen wird oft in Newton angegeben oder sie wurde mittels obiger Faustformel in eine zulassige Masse umgerechnet Man teilt die zur Krafteinheit Newton gehorende Masszahl durch 10 um die zur Masseneinheit Kilogramm gehorende Masszahl zu erhalten m F 1 N 10 k g displaystyle m approx frac F 1 mathrm N 10 mathrm kg nbsp Gebrauchliche VielfacheDas Einheitenzeichen kann mit den ublichen Vorsatzen fur Masseinheiten kombiniert werden Gebrauchlich sind MN Meganewton 1 000 000 Newton ist eine Einheit die bei Schubkraften grosser Feststoffraketen wie etwa beim Space Shuttle verwendet wird kN Kilonewton 1 000 Newton ist die ubliche Einheit fur Krafte im Bauwesen 1 kN entspricht etwa der Gewichtskraft einer Masse von 100 kg ausserdem der Schubkraft von Strahl und Raketentriebwerken fur Flugzeuge und grosse Raketen sowie der Zug und Bremskraft fur Lokomotiven und Eisenbahn Triebfahrzeuge daN Dekanewton 10 Newton ist eine Einheit die z B in der Hebetechnik wie auch bei Ladungssicherung zur Angabe der Tragfahigkeit 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 ungefahr 1000 kg tragen cN Centinewton oder Zentinewton 0 01 Newton ist eine ubliche 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 ubliche Einheit der Schubkraft von Ionentriebwerken Siehe auchNewtonmeter Liste von Grossenordnungen der Kraft Zusammenstellung alltaglicher und nicht alltaglicher KrafteEinzelnachweise Tagungsbericht der 5 Generalkonferenz fur Mass und Gewicht 1913 Seite 51 und 56 abgerufen am 11 November 2019 franzosisch Tagungsbericht der 9 Generalkonferenz fur Mass und Gewicht 1948 Seite 60 abgerufen am 26 Mai 2020 franzosisch 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 SI EinheitenSI Basiseinheiten Sekunde Meter Kilogramm Ampere Kelvin Mol CandelaAbgeleitete SI Einheitenmit besonderem Namen Radiant Steradiant Hertz Newton Pascal Joule Watt Coulomb Volt Farad Ohm Siemens Weber Tesla Henry Grad Celsius Lumen Lux Becquerel Gray Sievert KatalZum Gebrauch mit dem SIzugelassene Einheiten Minute Stunde Tag Astronomische Einheit Winkelgrad Winkelminute Winkelsekunde Hektar Liter Tonne Atomare Masseneinheit Elektronenvolt Neper Bel Dezibel 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