뉴턴(newton, 기호: N)은 SI 단위계에 따른 힘의 단위이다. 뉴턴이란 이름은 고전역학에서 큰 업적을 세운 아이작 뉴턴(Sir Isaac Newton)을 기념하기 위해서 따왔다. 이 단위는 1960년에 CGPM(General Conference on Weights and Measures)에서 정식으로 도입되었다. 뉴턴은 1kg의 질량을 갖는 물체를 1 미터 매 초 제곱(1 m/s²)만큼 가속시키는 데에 필요한 힘으로 정의된다.
이 물리량의 단위는 SI 기본 단위로 m·kg·s⁻²이 된다.
1N = 1kg · m/s
두 물체가 중력으로 끌어당기는 힘이 무게로 정의되기 때문에, 뉴턴은 무게의 단위이기도 하다. 1kg의 질량은 지구 표면에서 9.80665 N의 무게를 갖는다. 역으로, 1N은 약 102g의 질량을 가진 물체의 무게에 해당한다.
개요
뉴턴의 운동 제2법칙에 의하면, 질량 m 인 물체가 합력 F 를 받아 가속도 a 로 가속되면, 다음의 관계가 성립한다.
F = ma.
식 (1)의 m과 a 에 국제단위계의 단위인 kg과 m·s⁻²를 대입하면, 힘 F 의 단위가 뉴턴이 된다. 즉 N = kg·m·s⁻²이다.
뉴턴이라는 이름은 1948년 제9차 국제도량형총회(Conférence générale des poids et mesures, CGPM)에서 영국 물리학자 뉴턴(I. Newton, 1642~1727)을 기념하여 붙여졌다. 물리학자 뉴턴은 뉴턴의 운동 법칙, 만유인력의 법칙, 미적분학을 발견하고 이들을 사용하여 행성의 운동에 관한 케플러법칙을 설명함으로써 고전역학을 확립하였다. 참고로 영어에서는 단위의 이름은 첫 글자를 소문자로 해서 newton로 표기하고, 사람의 이름은 첫 글자를 대문자로 해서 Newton으로 표기한다.
CGS 단위계에서의 힘의 단위는 다인(dyne, 기호 dyn)이다. 식 (1)의 우변에 있는 m 과 a 에 CGS 단위계의 단위인 g과 cm·s⁻²를 대입하면, 좌변에 있는 힘 의 단위가 다인이 된다. 즉 dyn = g·cm·s⁻²이다. 1 dyn = 10⁻³ kg x 10⁻² m x s⁻² = 10⁻⁵ N이다. 이 밖의 힘의 단위로는 킬로그램중(kilogram weight, kgw; kilogram-force, kgf)과 그램중(gram weight, gw; gram-force, gf)이 있는데, 각각 1 kg과 1 g에 작용하는 중력의 크기, 즉 1 kg과 1 g에 표준 중력가속도 9.80665 m/s² = 980.665 cm/s를 곱한 값이다. 1 kgf = 1 kg x 9.80665 m/s² = 9.80665 N이고, 1 gf = 1 g x 980.665 cm/s² = 980.665 dyn = 9.80665 x 10⁻³ N이다.
단위 환산
1 cN
0.10197kgf= 1000 x 0.10197gf =101.97gf=1N(Newton)
그리고 100 X 1cN = 1 N
따라서 1cN(centi Newton) = 약 1g
1 hN
0.10197kgf= 1000 x 0.10197gf =101.97gf=1N(Newton)
그리고 1/100 X 1hN = 1 N
따라서 1hN(hecto Newton) = 약 10000g
참고자료
같이 보기
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