牛顿 (单位)

牛顿（符号为N，英语：newton）是一种物理中力的单位，是力的公制单位。它是以建立经典力学的艾萨克·牛顿命名。

定义

牛顿是一个国际单位制导出单位，它是由kg·m·s^-2的国际单位制基本单位导出。1牛顿等于要使质量1千克物体的加速度为1 m/s²时，所需要的力。利用因次分析，因为 F=ma（force（力）= mass（质量）× acceleration（加速度）），将质量及加速度的单位相乘，即可得到牛顿和基本单位之间的关系。

举例

• 一牛顿是一个大约102克（1⁄9.81kg，约为一个小苹果的质量，或两个鸡蛋的质量）的物体在地表所受到的地球引力。
• 一千克的物体在地表受到的重力约为9.8 Ν（或是1.0 kgf，依定义 1 kgf = 9.80665 N）在日常生活及工程应用中，1 kgf常近似成10牛顿。
• 力及位移的内积就是功。故1牛顿的力作用在物体，产生1公尺的位移，所作的功就是 1 Ν·m。依照功能定理，对一物体的作功等于其能量的变化，因此Ν·m 也是能量的单位，其大小和常用的能量单位焦耳相同，1Ν·m = 1 J。
• 力常常会用千牛顿或kΝ的单位表示，1 kΝ = 1,000Ν。

千牛顿（kN）及其适用的场合

用于攀岩的登山扣（英语：Carabiner），当卡扣关闭时沿登山扣受力时的安全额定值为26kN，当垂直于登山扣受力时为8kN，当卡扣打开时沿登山扣受力时安全等级为10kN。

牛顿是一个数值较小的单位，实际应用中通常使用千牛顿，1千牛顿=1000牛顿，缩写为千牛（kN）。地球上的重力加速度为9.81 m/s²，因此：

1 kN = 102 kg × 9.81 m/s²

即1千牛顿约等于102千克力，在无需精确计算的场合可以将千牛顿的数值直接乘以100，视为其对应的重力^[1]。例如，一个平台的负载为1千牛（102千克力），那么它可以负载100千克的重物。

以千牛顿为单位的规格在以下安全规格中很常见：

• 螺丝、锚的最大允许受力或是土木工程及建筑业的应用^[2]；
• 在量测一个负载最大允许的张力及剪力；
• 攀岩装备；
• 量测航空发动机、火箭发动机、运载火箭的推力；
• 用于制造塑料零件的注塑机中各种模具的锁模力。

转换系数(与其他单位之转换)

力的单位

	牛顿 N (国际单位制导出单位)	达因 dyne	千克力 kgf	磅力 lbf	磅达（英语：Poundal） pdl
1 N	≡ 1 kg·m/s²	= 105 dyn	≈ 0.10197 kp	≈ 0.22481 lbfF	≈ 7.2330 pdl
1 dyn	= 10−5 N	≡ 1 g·cm/s²	≈ 1.0197×10−6 kp	≈ 2.2481×10−6 lbfF	≈ 7.2330×10−5 pdl
1 kp	= 9.80665 N	= 980665 dyn	≡ gn·(1 kg)	≈ 2.2046 lbfF	≈ 70.932 pdl
1 lbfF	≈ 4.448222 N	≈ 444822 dyn	≈ 0.45359 kp	≡ gn·(1 lb)	≈ 32.174 pdl
1 pdl	≈ 0.138255 N	≈ 13825 dyn	≈ 0.014098 kp	≈ 0.031081 lbfF	≡ 1 lb·ft/s²
定义千克力时所用的gn数值，在此表中也用来定义所有的重力单位

另见

• 艾萨克·牛顿
• 国际单位制
• 磅力
• 焦耳，国际单位制下的能量单位，一焦耳相当于一牛顿的力作用在物体上，产生一公尺的位移。
• 千克力
• 帕斯卡，国际单位制下的压强能量单位，一帕斯卡相当于单位面积承受一牛顿的力。

参考

1. Convert kilonewtons to kilograms-force - Conversion of Measurement Units. Convertunits.com. [2014-04-27]. （原始内容存档于2021-03-04）.
2. [1] 互联网档案馆的存档，存档日期2011-07-16.