Newton

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Le newton (symbole : N) est l’unité de force dérivée du SI. Il porte le nom d’Isaac Newton en reconnaissance de ses travaux sur la mécanique classique, plus précisément sur la deuxième loi du mouvement de Newton.

Définition

Le newton est l’unité SI de force ; il est égal à la quantité de force nette nécessaire pour accélérer une masse d’un kilogramme à une vitesse d’un mètre par seconde au carré. La deuxième loi du mouvement de Newton stipule que : F = ma, en multipliant m (kg) par a (m/s2), Le newton est donc :

N = newton kg = kilogramme m = mètre s = seconde

En analyse dimensionnelle :

où

M = Masse L = Longueur T = Temps

Exemples

• 1 N est la force de gravité terrestre sur une masse d’environ 100 g = (1∕9.81 kg).
• Sur la surface de la Terre, une masse de 1 kg exerce une force d’environ 9,8 N (ou 1,0 kilogramme-force ; 1 kgf = 9,80665 N par définition). L’approximation de 1 kgf correspondant à 10 N (1 décanewton ou daN) est parfois utilisée comme règle empirique dans la vie quotidienne et en ingénierie.
• La force de la gravité terrestre sur (= le poids de) un être humain d’une masse de 70 kg est d’environ 686 N.
• Le produit scalaire de la force et de la distance est le travail mécanique. Ainsi, en unités SI, une force de 1 N exercée sur une distance de 1 m représente un travail de 1 N-m. Le théorème travail-énergie stipule que le travail effectué sur un corps est égal au changement d’énergie du corps. 1 N-m = 1 J (joule), l’unité SI de l’énergie.
• Il est courant de voir les forces exprimées en kilonewtons ou kN, où 1 kN = 1 000 N.

Utilisation courante des kilonewtons dans la construction

Les kilonewtons sont souvent utilisés pour indiquer les valeurs de maintien de sécurité des fixations, des ancrages et autres dans l’industrie du bâtiment. Ils sont également souvent utilisés dans les spécifications des équipements d’escalade. Les charges de travail sûres, tant en traction qu’en cisaillement, peuvent être exprimées en kilonewtons. Les machines de moulage par injection, utilisées pour la fabrication de pièces en plastique, sont classées par kilonewton (c’est-à-dire, la quantité de force de serrage qu’elles appliquent au moule).

Sur la surface de la Terre, 1 kN correspond à environ 101,97162 kilogrammes-force de charge, mais multiplier la valeur en kilonewtons par 100 (c’est-à-dire utiliser une valeur légèrement conservatrice et plus facile à calculer) est une bonne règle empirique.

Facteurs de conversion

Unités de force

v – d – e	newton (unité SI)	dyne	kilogramme-.de force, kilopond	livre-force	livre-force
1 N	≡ 1 kg-m/s²	= 105 dyn	≈ 0.10197 kp	≈ 0,22481 lbF	≈ 7.2330 pdl	1 dyn	= 10-5 N	≡ 1 g-cm/s²	≈ 1,0197×10-6 kp	≈ 2,2481×10-6 lbF	≈ 7.2330×10-5 pdl
1 kp	= 9,80665 N	= 980665 dyn	≡ gn-(1 kg)	≈ 2,2046 lbF	≈ 70,932 pdl
1 lbF	≈ 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 lbF	≡ 1 lb-ft/s²
La valeur de gn utilisée dans la définition officielle du kilogramme-force est utilisée ici pour toutes les unités gravitationnelles.

Trois approches des unités de masse et des unités de force

v – d – e Base	force, longueur, temps		poids, longueur, temps		masse, longueur, temps
Force (F)	F = m-a = w-ag		F = m-agc = w-ag		F = m-a = w-ag
Poids (w)	w = m-g		w = m-ggc ≈ m		w = m-g
Système	BG	GM	EE	M	AE	CGS	MTS	SI
Accélération (a)	pieds/s2	m/s2	pieds/s2	m/s2	pieds/s2.	gal	m/s2	m/s2
Masse (m)	slug	hyl, également appelé « limaçon métrique » ou « TME »	lbm	kg	lb	t	kg
Force (F)	lb	lbF	kp	pdl	dyn	sn	N
Pression (p)	lb/in2	at	PSI	atm	pdl/ft2	Ba	pz	Pa

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Voir aussi

• Jauge de force
• Système international d’unités (SI)
• Ordres de grandeur (force)
• Joule, Unité SI d’énergie, 1 newton exercé sur une distance de 1 mètre
• Kilogramme-force, force exercée par la gravité terrestre au niveau de la mer sur un kilogramme de masse
• Pascal, unité SI de pression, 1 newton agissant sur une surface de 1 mètre carré
• L’histoire de la pomme qui tombe

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