物理学

ニュートン (単位)

ニュートン (単位)
国際単位系(SI)における力の単位「ニュートン(N)」の定義、歴史、および物理学的背景について解説します。

📌 主なポイント

  • ニュートン(N)は国際単位系(SI)における力の単位である。
  • 1 Nは、1 kgの物体に1 m/s2の加速度を与える力と定義される。
  • 名称は物理学者アイザック・ニュートンに由来する。
  • 1948年の第9回国際度量衡総会で正式に採用された。

ニュートン(英: newton、記号: N)は、国際単位系(SI)における力の単位である。名称は、古典力学の基礎を築いたイギリスの物理学者アイザック・ニュートンに因んで命名された。

定義

1ニュートンは、質量1キログラム(kg)の物体に1メートル毎秒毎秒(m/s2)の加速度を生じさせる力と定義される。物理学における運動の第2法則(F = ma)に基づき、以下の関係式で表される。

1 N = 1 kg·m/s2

この単位は、質量、長さ、時間の基本単位を組み合わせた組立単位である。

歴史

ニュートン」という名称は、1904年4月にブリストル大学のデビッド・ロバートソンによって提唱された。彼は当時、MKS単位系(メートル・キログラム・秒を基本とする単位系)の普及を推進しており、力の単位として「ニュートン」、質量の単位として「kram」を提案した。

その後、1913年の第5回国際度量衡総会(CGPM)で力の単位として提案され、1946年に国際度量衡委員会(CIPM)が現在の定義を正式に決議した。1948年の第9回国際度量衡総会において、MKS単位系における力の単位として「ニュートン」の名称と記号「N」が正式に採択された。

重量との関係

重量は重力によって物体に働く力として定義されるため、ニュートンは重量の単位としても用いられる。地球表面における重力加速度を約9.81 m/s2とすると、質量1 kgの物体に働く重力は約9.81 Nとなる。

力 F の次元解析
力 F の次元解析
質量 M の次元解析
質量 M の次元解析
長さ L の次元解析
長さ L の次元解析
時間 T の次元解析
時間 T の次元解析
力 F の次元式
力 F の次元式

よくある質問

1ニュートンはどのくらいの力ですか?
1 kgの質量を持つ物体を、1秒間に1 m/sの速度変化を生じさせる力です。
ニュートンは誰に由来しますか?
古典力学の基礎を築いたイギリスの物理学者、アイザック・ニュートンに由来します。
ニュートンと重量キログラム(kgf)の違いは何ですか?
ニュートンはSI単位系における力の単位ですが、重量キログラムは標準重力加速度(約9.80665 m/s2)下で1 kgの質量に働く力を1 kgfとする重力単位系です。

関連記事

国際単位系アイザック・ニュートン加速度質量

参考文献

  • 国際度量衡局 (BIPM) "SI Brochure: The International System of Units (SI)"
  • U.S. Metric Study Interim Report, National Bureau of Standards (1971)
  • 兵頭俊夫『考える力学』第2版、学術図書出版社 (2021)