Newton (Einheit)


Newton (Einheit)

Einheit
Norm SI-Einheit
Einheitenname Newton
Einheitenzeichen $ \mathrm{N} $
Beschriebene Größe(n) Kraft
Größensymbol(e) $ F;\, G $
Dimensionssymbol $ \mathsf{M L T^{-2}} $
In SI-Einheiten $ \mathrm{1\, N = 1\, \frac{kg\, m}{s^2}} $
In CGS-Einheiten $ \mathrm{1\, N = 10^5\, dyn} $

$ \mathrm{{} = 10^5 \,\frac{cm\, g}{s^2}} $

Benannt nach Isaac Newton

Das Newton [ˈnjuːtn̩] ist die im internationalen Einheitensystem (SI) für die physikalische Größe Kraft verwendete Maßeinheit. Sie wurde nach dem englischen Wissenschaftler Isaac Newton benannt.

Das Newton ist eine abgeleitete Einheit, das heißt, sie kann mit Hilfe der sogenannten Basiseinheiten Kilogramm (kg), Meter (m) und Sekunde (s) ausgedrückt werden:

$ 1\, \mathrm{N} = 1\, \frac{\mathrm{kg}\cdot \mathrm{m}}{\mathrm{s}^2} $

Veranschaulichungen

Dynamische Beispiele (Geschwindigkeitsveränderungen)

Ein Newton ist die Größe der benötigten Kraft, um einen ruhenden Körper der Masse 1 kg innerhalb von einer Sekunde gleichförmig auf die Geschwindigkeit $ 1\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}} $ zu beschleunigen.

oder:

Ein Newton ist die Größe der benötigten Kraft, um einem Körper der Masse 1 kg die Beschleunigung $ 1\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^{2}} $ zu erteilen.

oder:

Ein Newton ist die Größe der benötigten Kraft, um bei einer geradlinigen Bewegung die Geschwindigkeit eines Körpers der Masse 1 kg jede Sekunde um $ 1\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}} $ zu ändern.

Statische Beispiele

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, welche in kg angegeben wird. Als Faustregel gilt: 1 kg entspricht 10 N, die Einheiten sind aber grundverschieden. Da die mittlere Erdbeschleunigung (oder Ortsfaktor) auf Meereshöhe $ g = 9,81 \frac{m}{{s}^2} $ beträgt, erfährt ein Körper der Masse 1 kg dort die Gewichtskraft 9,81 N. Umgekehrt ist 1 Newton die Gewichtskraft, welche 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. Abschleppseil) oder die Belastungsgrenze von Kränen wird oft in Newton angegeben - oder sie wurde mittels obiger Faustformel in eine zulässige Masse umgerechnet: Man teilt die in Newton angegebene Zahl durch 10.

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 (1000 Newton) ist die übliche Einheit im Bauwesen für Kräfte (1 kN entspricht etwa der Gewichtskraft, die auf eine Masse von 100 kg wirkt), außerdem der Schubkraft von Strahl- und Raketentriebwerken für Flugzeuge und große Raketen sowie Zugkraft bzw. 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 (DIN 61360 Sichere Benutzung von Anschlagmitteln) und entspricht etwa der Gewichtskraft, die auf eine Masse von 1 kg wirkt.
  • cN, Centinewton oder Zentinewton (0,01 Newton) ist eine übliche Einheit bei der Beschreibung der Festigkeit von Fasern und Garnen (z. B. cN/dtex).
  • mN, Millinewton (0,001 Newton) ist die übliche Einheit der Schubkraft von Ionentriebwerken.

Übersicht über Einheiten der Kraft

Krafteinheiten und Umrechnungsfaktoren
Newton Dyn Kilopond Pound-force Poundal
1 N ≡ 1 kg·m/s² = 105 dyn ≈ 0,102 kp ≈ 0,225 lbf ≈ 7,233 pdl
1 dyn = 10−5 N ≡ 1 g·cm/s² = 1/980665 kp ≈ 1/444822 lbf ≈ 1/13825,5 pdl
1 kp = 9,80665 N = 980665 dyn gN · 1 kg ≈ 2,205 lbf ≈ 70,932 pdl
1 lbf = 4,4482216152605 N ≈ 444822 dyn = 0,45359237 kp gN · 1 lb ≈ 32,174 pdl
1 pdl = 0,138254954376 N ≈ 13825,5 dyn ≈ 0,0141 kp ≈ 0,0311 lbf ≡ 1 lb·ft/s²

Newton ist die SI-Einheit der Kraft. Nicht aufgelistet sind zusammengesetzte Einheiten.

Weblinks

Siehe auch