Newton (Einheit)

Das Newton [ˈnjuːtn] (Einheitenzeichen N) ist die im internationalen Einheitensystem (SI) für die physikalische Größe Kraft verwendete Maßeinheit. Sie wurde im Jahre 1946 von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht im heutigen Sinn festgelegt und 1948 von ihr nach dem englischen Wissenschaftler Isaac Newton benannt.^[1]

Das Newton ist eine abgeleitete Einheit, sie kann durch die sogenannten Basiseinheiten Kilogramm (kg), Meter (m) und Sekunde (s) ausgedrückt werden:

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

Mit zwei verschiedenen Kraftmessern wird jeweils die Gewichtskraft eines Wägestückes in der Einheit Newton (N) bestimmt.

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 $ 1\,{\tfrac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }} $ zu beschleunigen.

Oder:

Ein Newton ist die Größe der Kraft, die aufgebracht werden muss, um einem Körper der Masse 1 kg die Beschleunigung $ 1\,{\tfrac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} ^{2}}} $ 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 $ 1\,{\tfrac {\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, 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 $ 9{,}81\,{\tfrac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} ^{2}}} $ 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:

$ m={\frac {F/(1\,\mathrm {N} )}{10}}\,\mathrm {kg} $

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

• Newtonmeter
• Größenordnung (Kraft) – Zusammenstellung alltäglicher und nicht alltäglicher Kräfte

Einzelnachweise