Единицы измерения силы в системе СИ. Сила в ньютонах

Каждый школьник знает, что значения всех физических величин в настоящее время представлены стандартами Международной системы единиц, или СИ. Одной из важных величин в физике является сила. Рассмотрим вопрос, какова ее единица измерения в СИ, а также в других часто используемых системах.

Что такое сила?

Прежде чем рассматривать вопрос единицы измерения силы в системе СИ, разберемся с самим понятием силы.

В классической физике под ней понимают величину, которая способна изменять характер движения некоторого объекта, например направление его движения или скорость. Эта физическая величина вместе с энергией определяет интенсивность любых взаимодействий, которые существуют в природе.

Когда говорят о силе, то принято ее рассматривать с двух точек зрения:

• Природа происхождения силы, например гравитационная, электрическая или механическая.
• Результат ее действия, то есть как она повлияла на движение объекта. В данном понимании имеют в виду использование второго закона Ньютона.

Примерами проявления силы в действии являются движение автомобиля (механическая сила, заставляющая вращать его колеса) или падение мяча с некоторой высоты (сила земного притяжения).

Историческая справка

Появление концепции силы относится ко временам философов Древней Греции. В частности, Архимед полагал, что любое тело пребывает в состоянии покоя, если на него не оказывают воздействие остальные тела, то есть философ рассматривал силу в статике.

Первое определение этой физической величины с динамических позиций приписывается Галилею (XVII век), который, в отличие от Архимеда, полагал, что отсутствие взаимодействия с другими объектами рассматриваемого тела не будет менять его инерционное движение.

Современную концепцию силы развил в своих трудах Исаак Ньютон. Он подробно определил это понятие, включив его во все законы классической механики. Так, Ньютон определил, что интенсивность взаимодействия абсолютно любых тел, имеющих конечную массу, уменьшается, как квадрат расстояния (закон всемирного тяготения). Только спустя один век (конец XVIII в.) Генри Кавендиш, используя крутильные весы, смог измерить гравитационную постоянную, которая была введена Ньютоном. За перечисленные заслуги Ньютона в физике, единица измерения силы в системе СИ получила название по его фамилии.

В современной физике понятие силы используется главным образом для описания макроскопических объектов. В квантовой механике и физике элементарных частиц чаще оперируют концепцией «энергия».

Международная система единиц и Ньютон

Под этим названием понимают систему мер и величин, которая кратко обозначается СИ (с франц. Système International). В ее основу положены 7 основных физических величин (ампер, кельвин, секунда, кандела, килограмм, метр и моль). СИ была принята в 1960 году, а в 1971 году в нее была добавлена последняя фундаментальная величина «моль».

В системе СИ единица измерения силы — ньютон. Под ним понимают такую категорию, которая, действуя на тело с массой 1 кг, ускоряет его движение на 1 м/с за каждую секунду времени. В русском языке принято обозначение ньютона [Н], на латинице же оно записывается как [N].

Применение утвержденных в СИ приставок к основным единицам измерения позволяет получить их дробные или большие значения. Для силы это могут быть, например, мкН (микроньютон, 1 мкН = 10^-6 Н), мН (миллиньютон, 1 мН = 10^-3 Н) или кН (килоньютон, в ньютонах это 1000 Н).

Любопытно отметить, что ньютон не входит в число 7 фундаментальных единиц измерения силы в системе СИ, поэтому он является производной единицей. В частности, 1 [Н] = 1 [кг*м/с²], то есть он выражается через килограмм (масса), метр (расстояние) и секунду (время).

Работа силы в системе СИ

Выше уже было упомянуто, что концепции силы и энергии тесно связаны друг с другом. Эту связь наглядно можно выразить через работу. В физике работа — это величина, получаемая в результате произведения модуля силы, которая действует на тело в направлении его перемещения, на это самое перемещение. В математическом виде можно записать: A = F*l, где F — модель силы, l — расстояние, на которое переместилось тело в результате действия F.

В СИ сила в ньютонах измеряется, а расстояние в метрах, поэтому работа будет выражаться в Н*м. Однако эта величина имеет собственное название: джоуль (Дж), то есть она выражается в тех же единицах, что и энергия.

Каким прибором измеряют силу?

Для измерения силы в ньютонах, килоньютонах, миллиньютонах используют прибор, который называется динамометр. Изобретен он был еще Исааком Ньютоном. Прибор представляет собой пружину, закрепленную на градуированной линейке. Поскольку растяжение пружины описывается законом Гука, то есть является упругим, то сила всегда прямо пропорциональна величине удлинения пружины. Этот факт и используется в динамометре при его градуировке.

Помимо динамометра для измерения слишком маленьких сил используют крутильные весы, основным элементом работы которых является так называемый крутильный маятник. Измерение силы с помощью этих весов основано на упругой сдвиговой деформации рабочего элемента.

Сила в других системах единиц

Система СИ используется во всем мире и во всех областях исследования, тем не менее, в некоторых сферах в виду исторических причин или простого удобства применения продолжают указываться единицы измерения из других систем. Перевод всех их в единицы СИ также стандартизированы.

Одной из популярных является система СГС (сантиметр, грамм, секунда). Эта система была предложена еще в 1832 году немецким ученым Гауссом. В ней сила измеряется в динах (дин), 1 дин эквивалентна 10^-5 ньютонов. СГС часто используется для описания электромагнитных явлений, поскольку в ее форме представления многие законы выглядят проще, чем в единицах СИ.

Еще одна система единиц, которую принято называть технической, часто использовалась для описания процессов инженерии. В ней сила является фундаментальной единицей, через которую определяется масса. Называется она килограмм-силой или килопондом. Килограмм-сила представляет собой такую интенсивность воздействия на тело массой 1 кг, которая равна силе гравитационного притяжения этого тела Землей, то есть 1 килопонд = 9,81 ньютона. С появлением СИ техническая система единиц практически перестала использоваться.

Ньютон (единица измерения) — руководство по креплению груза — CrewTraffic

Ньютон (единица измерения)

 

Нью́то́н (русское обозначение: Н; международное: N) — единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ).

 

Ньютон — производная единица. Исходя из второго закона Ньютона она определяется как сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с2.

 

В соответствии с общими правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ньютон пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ньютона. Например, обозначение единицы момента силы ньютон-метр записывается как Н·м.

 

История

Определение единицы силы, как силы, придающей телу с массой 1 килограмм ускорение в 1 метр в секунду за секунду, было принято для системы единиц МКС Международным комитетом мер и весов (МКМВ) в 1946 году. В 1948 году IX Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) ратифицировала данное решение МКМВ и утвердила для этой единицы наименование «ньютон». В Международной системе единиц (СИ) ньютон стал использоваться с момента её принятия XI ГКМВ в 1960 году[1][2].

 

Единица названа в честь английского физика Исаака Ньютона, открывшего законы движения и связавшего понятия силы, массы и ускорения. В своих работах, однако, Исаак Ньютон не вводил единиц измерения силы и рассматривал её как абстрактное явление.[3] Измерять силу в ньютонах стали спустя более чем два века после смерти великого учёного, когда была принята система СИ.

1 Деканьютон = 10 ньютонам

Из этого мой небольшой вывод:

Если тело свободно падает то мы его вес перемножаем на скорость свободного падения и получаем значение в Ньютонах

Если тело не падает а скользит то тут мы имеем дело со скольжением, инерцией, силой с которой судно восстанавливается или кренится а так же на него оказывает сила ветра и волны. Теоретически закрепленный груз будет свободно (или около того) падать если крен будет 90 градусов, но в практике это нереально.

Исходя из этого можно конечно обезопасить и считать груз как свободно падающий но это очень грубо. 2). Следует понимать, что значение ускорения свободного падения g зависит от географической широты, от высоты подъема тела над землей, хотя в нашей задаче нам это вряд ли понадобится.

Шаг 2

Переведите массу тела m в килограммы, если она задана в другой единице измерения (в граммах, миллиграммах, и пр.).

Шаг 3

Рассчитайте силу тяжести тела (он же вес тела) по формуле:

F = m * g

где F — сила тяжести, выражаемая в ньютонах (Н), m — масса тела, выражаемая в килограммах, g — ускорение свободного падения, выражаемое в ньютонах на килограмм.

Полученный ответ — это вес тела в ньютонах.

 

В CSS Code Annex 13 указано что 1kN = 100 kg – это касается оборудования для лашинга

 

Обычно на lashing Belt нагрузка указана в дека ньютонах.

1dN = 10N

10N = 1kg

При этом

1 кг = 1dN

Вот и получается

1000N = 100kg

Так же указано в CSS

1kN = 100kg

В dN указывают потому что так проще определить примерную нагрузку в килограммах.

Lashing Capacity in daN (dekaNewton): Because in load restraint, we talk about forces to withstand rather than weight, we do not use kilograms but Newton to inform about the values of the strap.

To simplify calculations, we use dekaNewton (daN, 1 daN ≈ 10 Newton ≈ 1 KGF).

The lashing capacity of a strap is determined by the weakest link in the assembly. Please note the Lashing Capacity is NOT USED for tie down lashing, in that case, STF should be used.

Какой прибор измеряет силу?

В вашем браузере отключен JavaScript, что ограничивает функциональность веб-сайта. Пожалуйста, включите его для просмотра содержимого страницы и работы со всеми функциями сайта

Добро пожаловать, гость | Авторизоваться

• Почему мы
• Полезная информация
• Последние новости
• Заказ
• Доставка
• Возвращает
• Контакт

Поговорите с ученым 1300 737 871

Нужна помощь? Звоните нашим ученым и выбирайте с уверенностью

1300 737 871 Нужна помощь? Позвоните нашим ученым и выберите с уверенностью

БЕСПЛАТНАЯ ЭКСПРЕСС-КУРЬЕР ОТ $100

БЕСПЛАТНЫЙ ВОЗВРАТ 30 ДНЕЙ

ЦИТАТЫ В ТЕЧЕНИЕ 1 ЧАСА

ПОДДЕРЖКА КВАЛИФИЦИРОВАННОГО УЧЕНОГО

ГАРАНТИЯ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ

2:52 | 23 февраля 2022 г.

Измеритель силы — это портативный прибор, обычно используемый профессионалами для измерения силы в различных промышленных и образовательных средах, например, в исследованиях и разработках, лабораториях, тестировании продукции, обеспечении качества и производственных приложениях.

Типы силомера

Существует два основных типа измерителей силы: цифровые и пружинные. Каждый тип работает немного по-своему.

1. Пружинные измерители:  Часто это аналоговые устройства, оснащенные пружиной с крючком для крепления к измеряемому объекту. Измерители силы пружины измеряют силу, необходимую для растяжения пружинного механизма.
2. Цифровые измерительные приборы:  Используйте тензодатчик или тензодатчик. Программное обеспечение и электроника манометра преобразуют электрический сигнал, генерируемый тензодатчиком или тензодатчиком, в значение силы, которое отображается на цифровом экране прибора.

Как выразить силу?

Простейшая формула, используемая для расчета силы, выглядит следующим образом:

F = ma

Где F = сила, m = масса и a = ускорение.

Единицей силы в системе СИ является ньютон (Н), массы – килограмм (кг), а ускорения – метры на секунду в квадрате (м/с ² ).

Один килограмм- сила  (кгс) равна массе одного килограмма, умноженной на значение, приблизительно соответствующее средней величине силы тяжести на Земле (90,80665 м/с²). Следовательно, один килограмм- силы ( кгс ) равен 9,80665 Ньютона (Н). Большинство измерителей силы отображают результаты как в ньютонах, так и в килограммах силы. Другие могут также иметь грамм-силу (gf) и имперские единицы, такие как фунт-сила (lbf) и унция-сила (ozf).  

Приборы для измерения силы

Цифровой датчик силы — базовый 500 Н (50 кгс) Код продукта: IC-FGC-500   Силометр IC-FGC-500 определяет усилия сжатия и растяжения до 50 кгс. Устройство включает в себя три различных режима тестирования: пиковый, отслеживание и предварительная установка (которые активируются с помощью значения, установленного пользователем), а также память регистратора данных на 500 показаний и программное обеспечение EDMS для вывода.   Технические характеристики Единицы измерения: Н, гс, кгс, унция-сила и фунт-сила Точность: ± 0,3% полной шкалы. Вместимость: 50 кгс   Видео: Как настроить и использовать цифровой датчик силы IC-FGC-500

 

Датчик силы (20 кг) Код продукта: FG5020 Измеритель силы FG5020 точно измеряет силы растяжения и сжатия до 20 кгс. Пользователи могут выбрать тип измерения и легко переключаться между положительным и обратным отображением одним нажатием кнопки. Устройство включает в себя кнопки фиксации пикового значения и нуля, которые помогают обеспечить точные измерения. Технические характеристики Единицы измерения: г/унция/Ньютон Точность: 0,5% + 2 цифры Вместимость: 20,00 кгс

 

Механический аналоговый манометр — базовый 500 Н (50 кгс) Код продукта: IC-FGA-500 IC-FGA-500 представляет собой аналоговый измеритель усилия с компактным и эргономичным дизайном для базовых испытаний силы нажима и натяжения. Устройство включает два интуитивно понятных режима работы: Режим удержания пика: На дисплее остается самое высокое значение. Режим удержания пиков удобен для повторных испытаний на сборочной линии или для контроля качества. Режим отслеживания в реальном времени позволяет пользователям тщательно анализировать и наблюдать за устойчивостью к силовой нагрузке по мере увеличения нагрузки.   Технические характеристики Единицы измерения: Н и кгс Точность: ± 2% от полной шкалы Емкость: 50 кгс

 

Вывод: какой прибор измеряет силу?

Цифровые датчики силы повышают производительность за счет быстрого выполнения сложных задач измерения силы и отображения результатов в понятном формате, что способствует эффективному принятию решений.

Посмотреть все манометры на сайте Instrument Choice

Нужна дополнительная информация или помощь в поиске правильного манометра для вашего приложения? Поговорите со специалистом по подбору инструментов: позвоните по номеру 1300 737 871 или напишите по электронной почте [email protected].

Также интересно

10 обязательных предметов для лаборатории

2:44 утра | 23 фев 2022

Instrument Choice поддерживает университеты, фармацевтические компании и научно-исследовательские организации, предоставляя ряд необходимого лабораторного оборудования.

Группа по выбору инструментов состоит из ученых с большим опытом работы в лабораториях, поэтому, если вы когда-нибудь подумываете о создании новой лаборатории или обновлении оборудования в существующей, позвоните нам, прежде чем начать.

Чтобы помочь, мы составили список из 10 лучших единиц лабораторного оборудования, которое должно быть в каждой лаборатории.

Откройте для себя 10 предметов первой необходимости для лаборатории

Читать далее

Обзор продукта: измеритель pH и влажности почвы ICZD06 с зондом

2:00 УТРА | 23 фев 2022

Команда ученых компании Instrument Choice регулярно анализирует новые и популярные продукты, чтобы вы могли принимать обоснованные решения при поиске идеального научного прибора для своего приложения.

В этом выпуске представлен обзор очень популярного, надежного и доступного прибора ICZD06, измерителя pH и влажности почвы, обладающего удобными функциями и функциями.

Получите обзор ученых о ICZD06 Измеритель рН и влажности почвы с зондом

Читать далее

Что такое паскаль как единица давления или напряжения?

К

• Рахул Авати

Что такое паскаль?

Паскаль (Па) — единица давления или напряжения в Международной системе единиц (СИ). Он назван в честь ученого и математика Блеза Паскаля. Один паскаль эквивалентен 1 ньютону (Н) силы, приложенной к площади 1 квадратный метр (м ² ).

Паскаль также используется для измерения напряжения, особенно тектонического напряжения в земных плитах. Для большинства инженерных задач единица измерения слишком мала для правильного представления давления или нагрузки, поэтому ее часто выражают в кратных единицах, таких как килопаскаль (кПа), мегапаскаль (МПа), миллибар (100 Па) и т. д.

Понимание Паскаля

Давление — это сила, приложенная к площади. В системе метр-килограмм-секунда она выражается в паскалях. В частности, паскаль измеряет давление, оказываемое силой в 1 Н, приложенной к площади 1 м ² под прямым углом. СИ приняла его в качестве стандартной единицы давления в 1971 году и назвала в честь Блеза Паскаля.

В математических терминах давление можно выразить следующим образом:

• Давление (P) = Сила (F) / Площадь (A)

Если F измеряется в ньютонах, а A в квадратных метрах, паскаль можно выразить следующим образом:

• ^{1 Па = 1 Н/м 2 = 1 Н x м -2 или 1 Н на м 2}

В базовых единицах СИ 1 Па равен 1 килограмму на м/с ² — то есть 1 Па = 1 кг x м ^-1 x с ^-2 .

Более крупные единицы паскаля выражаются следующим образом:

• 1 кПа = 1000 Па = 10 ³ Н/м ²
• 1 бар = 10 ⁵ Па = 10 ⁵ Н/м ²
• 1 МПа = 10 ⁶ Па = 10 ⁶ Н/м ²

Блез Паскаль также является автором известного закона Паскаля, который используется при разработке гидравлических систем. Принцип гидромеханики, он гласит, что изменение давления в жидкости вызывает такое же изменение повсюду внутри тела жидкости.

Измерение давления в паскалях

Вот пример измерения давления в паскалях.

Рассмотрим объект, прижимаемый к стене с силой 400 Н. Площадь поверхности, которую объект образует со стеной, составляет 0,0008 м ² . Используя эти данные, можно рассчитать давление следующим образом:

• P = 400/0,0008 = 500 000 Па или 500 кПа

Поскольку давление и площадь поверхности обратно пропорциональны, объект с меньшей площадью поверхности создает более высокое давление, чем объект большего размера. Это объясняет, почему небольшой штифт или шуруп могут проникнуть в бетонную стену при приложении лишь небольшой или умеренной силы, но большой палец человека не может сделать то же самое, даже если приложено большее усилие.

Модуль Юнга и паскали

Модуль Юнга — это математическая константа, описывающая упругость твердых материалов. Когда к модулю применяется сжатие или растяжение, материал либо эластичен, либо неэластичен — или что-то среднее между этими свойствами. Если модуль Юнга высок, материал менее эластичен, и наоборот. Паскаль используется для измерения этого значения и для того, чтобы понять, является ли материал эластичным или нет и в какой степени.

Паскаль против PSI

В некоторых странах, например в США, давление выражается в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Но в большинстве других стран, где используются метрические единицы измерения и системы СИ, для измерения давления используется паскаль.

В отличие от таких единиц, как PSI, где значение давления может варьироваться, значение давления, выраженное в 1 Па, остается неизменным независимо от того, где оно используется. Кроме того, устройство не зависит от других факторов, таких как температура окружающей среды, плотность среды или местная гравитация.

Использование паскаля

Паскаль используется для приложений со сверхнизким давлением газа, таких как системы вентиляции, где необходимо измерять перепады давления. Для измерения среднего давления используются более высокие единицы измерения Паскаль, такие как килопаскаль, мегапаскаль и гектопаскаль (гПа).

Геофизики используют установку для изучения тектонических напряжений, действующих на земные плиты. Ученые-материаловеды используют его для измерения эластичности, жесткости, прочности на растяжение и прочности на сжатие различных материалов.

Метеорологи также используют эту единицу для измерения атмосферного давления, которое обычно выражается в гектопаскалях.

Общие преобразования различных единиц измерения давления

Паскаль — не единственная единица измерения давления. Полезно понимать некоторые общие преобразования между этими различными единицами:

• 1 Па = 0,00001 бар или 1 бар = 100 000 Па
• 1 Па = 0,0000098692316931 атмосфера (стандарт) и 1 атм = 101,325 кПа
• 1 Па = 0,00014503773801 фунтов на квадратный дюйм или 1 фунт на квадратный дюйм = 6,895 Па

Паскаль, давление и вакуум

Любое значение давления ниже стандартного атмосферного давления считается вакуумом.

• 1 атм = 101 325 Па
• 5 Па = ~0,005% атмосферы

Значение давления на 5 Па ниже атмосферного создаст небольшое давление всасывания, тогда как давление на 5 Па выше атмосферного создаст сильный вакуум на противоположном конце шкалы вакуума. 5 Па ниже также известен как -5 Па калибр , в то время как 5 Па выше также известен как 5 Па абсолютный . Идеальный вакуум соответствовал бы абсолютному нулевому давлению.

См. также: газовая постоянная , коробка отбора мощности и таблица физических констант .

Последнее обновление: май 2022 г.

Продолжить чтение о паскале

• Вы пишете единицы измерения, названные в честь людей, с большой буквы?

• 14 наиболее востребованных навыков в области обработки данных, необходимых для успеха

• Как математическая головоломка 18 века решает задачи 21 века

• Как ИТ могут поддержать усилия ESG, чтобы принести пользу окружающей среде и обществу

• Пора перестать задерживать женщин в STEM

видео для покупок

Видео с возможностью покупки — это способ, с помощью которого потребители находят товары и совершают покупки по ссылкам в видео.

Сеть

• входная фильтрация

  Фильтрация входящего трафика — это метод, используемый предприятиями и интернет-провайдерами для предотвращения проникновения подозрительного трафика в . ..

• многопользовательский MIMO

  Многопользовательский MIMO или MU-MIMO — это технология беспроводной связи, в которой используется несколько антенн для улучшения связи за счет …

• богон

  Богон — это незаконный адрес интернет-протокола, который попадает в набор IP-адресов, официально не присвоенных…

Безопасность

• судо (су ‘делать’)

  Sudo — это утилита командной строки для Unix и операционных систем на базе Unix, таких как Linux и macOS.

• E-Sign Act (Закон об электронных подписях в глобальной и национальной торговле)

  Закон об электронных подписях (Закон об электронных подписях в глобальной и национальной торговле) — это федеральный закон США, в котором указывается, что в …

• личная информация (PII)

  Личная информация (PII) — это любые данные, которые потенциально могут идентифицировать конкретное лицо.

ИТ-директор

• управление корпоративными проектами (EPM)

  Управление корпоративными проектами (EPM) представляет собой профессиональные практики, процессы и инструменты, используемые для управления несколькими …

• Управление портфелем проектов: руководство для начинающих

  Управление портфелем проектов — это формальный подход, используемый организациями для выявления, определения приоритетов, координации и мониторинга проектов …

• SWOT-анализ (анализ сильных и слабых сторон, возможностей и угроз)

  SWOT-анализ представляет собой основу для выявления и анализа сильных и слабых сторон организации, возможностей и угроз.

HRSoftware

• проверка сотрудников

  Проверка сотрудников — это процесс проверки, проводимый работодателями для проверки биографических данных и проверки информации о новом.