newton - unità di misura

Il newton, indicato con il simbolo N, è la principale unità di misura della forza nel Sistema Internazionale; 1 newton viene definito come il rapporto tra il prodotto di 1 chilogrammo per 1 metro e 1 secondo al quadrato, ossia: 1 N = (1 kg · 1 m)/(1 s2).

 

In questa lezione vedremo la definizione dell'unità di misura newton e ci soffermeremo a spiegare quali sono i multipli ed i sottomultipli del newton, per poi passare al metodo per svolgere le equivalenze con il newton e a diversi esempi svolti.

 
 
 

Definizione di newton come unità di misura

 

Un newton (1 N) è l'unità di misura definita come la quantità di forza necessaria ad imprimere un'accelerazione di 1 m/s2 ad un corpo avente massa pari a 1 chilogrammo.

 

Per capire quanto vale 1 newton supponiamo di avere un corpo di massa 1 kg fermo su un piano (ad esempio la nostra scrivania) e di imprimergli una spinta tale da farlo muovere di moto rettilineo uniformemente accelerato con un'accelerazione costante di 1 m/s2. La spinta impressa al corpo è una forza, e tale forza ha per definizione un'intensità pari a 1 newton.

 

Il newton, indicato con il simbolo N, è un'unità di misura derivata del Sistema Internazionale e le dimensioni del newton in termini di unità di misura fondamentali del SI sono

 

1\mbox{ N } = \ \frac{(1\mbox{ kg}) \cdot (1\mbox{ m})}{1\mbox{ s}^2}

 

Si noti che tale definizione è del tutto coerente con l'analisi dimensionale della forza, la quale in accordo con la seconda legge di Newton è data dal prodotto tra una massa per un'accelerazione. In termini di moduli:

 

F=m\cdot a\ \to\ [MLT^{-2}]

 

dove ovviamente l'analisi dimensionale dell'accelerazione a corrisponde al rapporto tra una lunghezza e il quadrato di un tempo: [LT^{-2}].

 

Multipli e sottomultipli del newton

 

I multipli e i sottomultipli del newton nel Sistema Internazionale si ottengono come di consueto considerando le potenze di 10, con esponente rispettivamente positivo e negativo, della misura fondamentale. Nelle seguenti tabelle ne abbiamo riportato il valore per esteso e il valore in notazione scientifica.

 

 

Multipli del newton

Simbolo

Valore in newton (per esteso)

Valore in newton
(in notazione scientifica)

yottanewton

YN

1 000 000 000 000 000 000 000 000 N

1024 N

zettanewton

ZN

1 000 000 000 000 000 000 000 N

1021 N

exanewton

EN

1 000 000 000 000 000 000 N

1018 N

petanewton

PN

1 000 000 000 000 000 N

1015 N

teranewton

TN

1 000 000 000 000 N

1012 N

giganewton

GN

1 000 000 000 N

109 N

meganewton

MN

1 000 000 N

106 N

kilonewton

kN

1 000 N

103 N

ettonewton

hN

100 N

102 N

decanewton

daN

10 N

101 N

 

 

Sottomultipli del newton

Simbolo

Valore in newton (per esteso)

Valore in newton
(in notazione scientifica)

decinewton

dN

0,1 N

10-1 N

centinewton

cN

0,01 N

10-2 N

millinewton

mN

0,001 N

10-3 N

micronewton

μN

0,000001 N

10-6 N

nanonewton

nN

0,000000001 N

10-9 N

piconewton

pN

0,000000000001 N

10-12 N

femtonewton

fN

0,000000000000001 N

10-15 N

attonewton

aN

0,000000000000000001 N

10-18 N

zeptonewton

zN

0,000000000000000000001 N

10-21 N

yoctonewton

yN

0,000000000000000000000001 N

10-24 N

 

Equivalenze con il newton

 

Sebbene nelle applicazioni pratiche succeda molto di rado potrebbe comunque capitarci di dover svolgere le equivalenze con il newton, ossia di dover convertire il newton in altri suoi multipli o sottomultipli o di dover passare dai newton alle dine (altra unità di misura della forza molto diffusa).

 

In questi casi basta ricordare come è definita ciascuna unità di misura. Vediamo come procedere con l'ausilio di qualche esempio.

 

 

Esempi sulle equivalenze con il newton

 

 

1) A quanti millinewton (mN) equivalgono 1,2 kilonewton (kN)?

 

Per svolgere l'equivalenza proposta possiamo procedere in due modi.

 

Come abbiamo visto nella lezione dedicata alle equivalenze, poiché sulla scala di conversione del sistema metrico decimale vi sono 6 posti percorsi in discesa che separano il kilo- dal milli-, per convertire 1,2 kN in mN dovremo moltiplicare per 106

 

1,2 \mbox{ kN } = \ (1,2 \times 10^6) \mbox{ mN } = \ 1 \ 200 \ 000 \mbox{ mN}

 

In alternativa, tenendo presenti le tabelle con le definizioni di multipli e sottomultipli del newton riportate in precedenza, per passare dai kN ai mN occorre passare dapprima dai kilonewton ai newton (moltiplicando per 1000) per poi convertire i newton in millinewton (moltiplicando ancora una volta per 1000):

 

\\ 1,2 \mbox{ kN } = \ (1,2 \times 1000) \mbox{ N } = \ 1200 \mbox{ N} \\ \\ 1200 \mbox{ N } = \ (1200 \times 1000) \mbox{ mN } = \ 1 \ 200 \ 000 \mbox{ mN}

 

 

2) Convertire 0,86 newton (N) in dyne (dyn).

 

Per effettuare la conversione richiesta è necessario ricordare che 1 dyna equivale per definizione a 10-5 newton. Dunque per passare dai newton alle dine dovremo moltiplicare 105:

 

0,86 \mbox{ N } = \ (0,86 \times 10^5) \mbox{ dyn } = \ 86 \ 000 \mbox{ dyn}

 

 


 

 

Con questo è tutto. Nelle lezioni successive approfondiremo lo studio delle altre misure di forza più diffuse, nel frattempo sappiate che qui su YM c'è un utile convertitore di unità di misura online, utile per verificare i risultati dei vostri esercizi. ;)

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

 

Lezione successiva


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