Newton

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El newton (símbolo: N) es la unidad de fuerza derivada del SI. Lleva el nombre de Isaac Newton en reconocimiento a su trabajo en la mecánica clásica, específicamente la segunda ley del movimiento de Newton.

Definición

El newton es la unidad del SI para la fuerza; es igual a la cantidad de fuerza neta necesaria para acelerar una masa de un kilogramo a una velocidad de un metro por segundo al cuadrado. La segunda ley del movimiento de Newton dice F = ma, multiplicando m (kg) por a (m/s2), El newton es por tanto:

N = newton kg = kilogramo m = metro s = segundo

En el análisis dimensional:

donde

M = Masa L = Longitud T = Tiempo

Ejemplos

• 1 N es la fuerza de la gravedad terrestre sobre una masa de unos 100 g = (1∕9.81 kg).
• En la superficie de la Tierra, una masa de 1 kg ejerce una fuerza de aproximadamente 9,8 N (o 1,0 kilogramo-fuerza; 1 kgf = 9,80665 N por definición). La aproximación de que 1 kgf corresponde a 10 N (1 decanewton o daN) se utiliza a veces como regla general en la vida cotidiana y en la ingeniería.
• La fuerza de la gravedad terrestre sobre (= el peso de) un ser humano con una masa de 70 kg es de aproximadamente 686 N.
• El producto punto de la fuerza y la distancia es el trabajo mecánico. Así, en unidades del SI, una fuerza de 1 N ejercida sobre una distancia de 1 m es 1 N-m de trabajo. El Teorema Trabajo-Energía establece que el trabajo realizado sobre un cuerpo es igual al cambio de energía del mismo. 1 N-m = 1 J (julio), la unidad de energía del SI.
• Es común ver las fuerzas expresadas en kilonewtons o kN, donde 1 kN = 1.000 N.

Uso común de los kilonewtons en la construcción

Los kilonewtons se utilizan a menudo para indicar los valores de sujeción de seguridad de los sujetadores, anclajes, y más en la industria de la construcción. También se utilizan a menudo en las especificaciones de los equipos de escalada. Las cargas de trabajo seguras, tanto en las medidas de tensión como de cizallamiento, pueden indicarse en kilonewtons. Las máquinas de moldeo por inyección, utilizadas para fabricar piezas de plástico, se clasifican por kilonewtons (es decir la cantidad de fuerza de sujeción que aplican al molde).

En la superficie de la Tierra, 1 kN es aproximadamente 101,97162 kilogramos-fuerza de carga, pero multiplicar el valor del kilonewton por 100 (es decir, utilizar un valor ligeramente conservador y más fácil de calcular) es una buena regla general.

Factores de conversión

Unidades de fuerza

v – d – e	newton (unidad SI)	dyne	kilogramo-fuerza, kilopondio	libra-fuerza	libra
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
El valor de gn tal y como se utiliza en la definición oficial del kilogramo-fuerza se utiliza aquí para todas las unidades gravitatorias.

m/s2

Tres aproximaciones a las unidades de masa y unidades de fuerza

v – d – e Base	fuerza, longitud, tiempo		peso, longitud, tiempo		masa, longitud, tiempo
Fuerza (F)	F = m-a = w-ag		F = m-agc = w-ag		F = m-a = w-ag
Peso (w)	w = m-g		w = m-ggc ≈ m		w = m-g
Sistema	BG	GM	EE	M	AE	CGS	MTS	SI
Aceleración (a)	pies/s2	m/s2	pies/s2	m/s2	gal	m/s2
Masa (m)	slug	hyl, también llamado «slug métrico» o «TME»	lbm	kg	lb	g	kg
Fuerza (F)	lb	kp	lbF	kp	pdl	sn
Presión (p)	lb/in2	at	PSI	atm	pdl/ft2	Ba	pz	Pa

Ver también

• Medidor de fuerza
• Sistema Internacional de Unidades (SI)
• Ordenes de magnitud (fuerza)
• Joule, Unidad SI de energía, 1 newton ejercido sobre una distancia de 1 metro
• Fuerza del kilogramo, fuerza ejercida por la gravedad terrestre a nivel del mar sobre un kilogramo de masa
• Pascal, unidad SI de presión, 1 newton actuando sobre un área de 1 metro cuadrado
• La historia de la manzana que cae
1. «Tabla 3. Unidades derivadas coherentes en el SI con nombres y símbolos especiales». El sistema internacional de unidades (SI). Oficina Internacional de Pesas y Medidas. 2006. http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/table3.html.
2. Lindeburg, Michael, Civil Engineering Reference Manual for the PE Exam
3. Wurbs, Ralph A, Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam, http://engineeringregistration.tamu.edu/tapedreviews/Fluids-PE/PDF/Fluids-PE.pdf, recuperado el 26 de octubre de 2011

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