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Physikalische Einheit
Einheitenname Newton
Einheitenzeichen
Physikalische Größe(n) Kraft
Formelzeichen
Dimension
System Internationales Einheitensystem
In SI-Einheiten
In CGS-Einheiten
Benannt nach Isaac Newton
Abgeleitet von Kilogramm, Meter, Sekunde

Das Newton [ˈnjuːtn] (Einheitenzeichen N) ist die im internationalen Einheitensystem (SI) für die physikalische Größe Kraft verwendete Maßeinheit. Es ist eine abgeleitete Einheit, die durch die Basiseinheiten Kilogramm (kg), Meter (m) und Sekunde (s) ausgedrückt werden kann:

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.[1] Auf der 9. CGPM 1948 wurde das Newton dann offiziell in den Katalog der benannten Einheiten aufgenommen.[2]

Veranschaulichungen

Dynamische Beispiele (Geschwindigkeitsveränderungen)

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 jede Sekunde um   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, 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, die auf eine Masse von 100 kg wirkt), 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. Protokoll der 5. Generalkonferenz für Maß und Gewicht, 1913, Seite 56 (abgerufen am 11. November 2019)
  2. Resolution 7 of the 9th meeting of the CGPM (1948) (online, abgerufen am 11. November 2019).