ニュートン (単位)のソースを表示

{{単位
|名称=ニュートン
|英字=newton
|記号=N
|単位系=SI
|種類=[[SI組立単位|組立単位]]
|物理量=[[力 (物理学)|力]]
|組立=kg·m/s<sup>2</sup>
|定義=1 kgの質量を持つ物体に1 m/s<sup>2</sup>の加速度を生じさせる力
|語源=[[アイザック・ニュートン]]
|画像=
}}
'''ニュートン'''（{{lang-en-short|newton}}<ref  group="注">単位のニュートンの英語表記は、'''n'''ewton と小文字で始める。後述参照。</ref>、記号: N）は、 [[国際単位系]]（SI）における[[力 (物理学)|力]]の単位。1ニュートンは、1 [[キログラム|kg]]の[[質量]]を持つ物体に1 [[メートル毎秒毎秒|m/s<sup>2</sup>]]の[[加速度]]を生じさせる力である。名称は[[古典力学]]で有名なイギリスの物理学者[[アイザック・ニュートン]]に因む。

習慣的に[[トルク]]の単位である[[ニュートンメートル]]のメートルを省略し「ニュートン」と言う場合があるが、[[誤用]]である。

== 名称 ==
「ニュートン」（newton）の名称は、1904年4月に[[ブリストル大学]]の{{仮リンク|デビッド・ロバートソン (工学者)|en|David Robertson (engineer)|label=デビッド・ロバートソン}}（1875-1941）が提唱したものである<ref>[https://www.govinfo.gov/content/pkg/GOVPUB-C13-59e1dce9a007f7c11f9df0d0a16cca55/pdf/GOVPUB-C13-59e1dce9a007f7c11f9df0d0a16cca55.pdf U.S.METRIC STUDY INTERIM REPORT ENGINEERING STANDARDS] Eleventh in a series of reports prepared for the Congress, U.S. METRIC STUDY, Daniel V. De Simone, Director  National Bureau of Standards, Special Publication 345-11(NBS SP 345-11), July 1971,      p.49, 15.2 MEASUREMENT UNITS, Professor David Robertson of Bristol University in a letter to the Electrician in April 1904 independently advocated the adoption of a similar MKS system by the St. Louis International Electrical Congress and suggested the "newton" for the unit of force and the "kram" for the unit of mass in order to eliminate the prefix in the base unit "kilogram."</ref><ref>[https://archive.org/details/usmetricstudyin3451desi_0/page/49/mode/1up?view=theater 15.2 MEASUREMENT UNITS] U.S. Metric Study Interim Report, Engineering Standards, National Bureau of Standards, Special Publication 345-11, July 1971</ref><ref>[https://www.gracesguide.co.uk/David_Robertson 1941 Obituary, David Robertson] Grace's Guide to  British Industrial History、「He was an advocate of the MKS system of units, and 36 years ago proposed the "Newton" for the unit of force, and the "Volt-second" for the unit of flux in that system.」</ref><ref  group="注">デビッド・ロバートソンは、これと同時に、質量の基本単位 kg（[[キログラム]]）の[[接頭語]]を除くために、「kram」の語を提案している。</ref>。

1913年の第5回[[国際度量衡総会]]は、ニュートンを力の単位として提案した<ref>[https://www.bipm.org/en/search?p_p_id=search_portlet&p_p_lifecycle=2&p_p_state=normal&p_p_mode=view&p_p_resource_id=%2Fdownload%2Fpublication&p_p_cacheability=cacheLevelPage&_search_portlet_dlFileId=33145788&p_p_lifecycle=1&_search_portlet_javax.portlet.action=search&_search_portlet_formDate=1679120505664&_search_portlet_query=CGPM+1913&_search_portlet_source=BIPM COMPTES RENDUS DES SEANCES DE LA CINQUIÈME CONFÉRENCE GÉNÉRALE DES POIDS ET MESURES, RÉUNIE A PARIS EN 1913.(Proceedings of the 5th General Conference on Weights and Measures, 1913)] page 56 (french)    » L'unité de force est la force qui, en 1 seconde, çommunique à une masse de 1 kilogramme un accroissement de vitesse de 1 mètre par seconde. Le rapport donne à cette unité le nom glorieux de.Newton, si intimement lié à l'idée de force. </ref>。

1946年、[[国際度量衡委員会]]（CIPM）において、力の単位は1[[キログラム]]の質量に1 [[メートル毎秒毎秒|m/s<sup>2</sup>]] の[[加速度]]を生じさせる力であるとの定義が決議された<ref>[https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88_r.pdf 国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版] p.127, 国際度量衡委員会（CIPM）,1946年, 側方の注記</ref>。

1948年の第9回[[国際度量衡総会]]（CGPM）は、この[[MKS単位系]]における力に「ニュートン」（newton）の名称と記号「N」を与える決議を採択した<ref>[https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88_r.pdf 国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版] p.130, 第9回 国際度量衡総会（CGPM）,1948年、国際度量衡委員会（CIPM）,1946年</ref>。

人名に因む[[計量単位]]であるため、[[単位記号]]は大文字・立体の「N」と表記される。ただし英語で本単位の意味であるニュートンと書き出す場合は「'''n'''ewton」とする（[[国際単位系#単位の英語名称]]、一般的にアイザック・ニュートンを含め人名を示す場合は「'''N'''ewton」とする。）。

== 定義 ==
1ニュートンは、1[[キログラム]]の[[質量]]をもつ[[物体]]に1[[メートル毎秒毎秒]]（m/s<sup>2</sup>）の[[加速度]]を生じさせる力と定義される。[[運動の第2法則]]は''F'' = ''ma''とし、''F''が[[力 (物理学)|力]]、''m''が[[質量]]、''a''が加速度である。単位で表すと以下のようになる：
{|
|-
|align=center|{{math|1=''F''}}
|{{math| {{=}} }}
|align=center|{{math|''m ''}}
|&sdot;
|align=center|{{math|''a''}}
|-
|align=center|1 N
|{{math| {{=}} }}
| 1kg
|&sdot;
|m/s<sup>2</sup>
|}
つまり、[[物理単位]]で書き表すと N = kg·m/s<sup>2</sup> （キログラムメートル毎秒毎秒）となる。

また、[[次元解析]]で<math>\mathsf F</math>を力、<math>\mathsf M</math>を質量、<math>\mathsf L</math>を長さ、<math>\mathsf T</math>を時間とした場合の式：
:<math>\mathsf F = \frac{\mathsf{ML}} {\mathsf T^2}</math>

== 重量 ==
[[重量]]が[[重力]]によって2つの物体の間に働く力と定義されているので、ニュートンはまた重量の単位でもある。重力加速度は地球上の場所によってわずかに異なるが、地球表面において質量1キログラムの物体の重量は約9.81ニュートンである。

[[重量キログラム]]は[[標準重力]]上で質量1 kgの物体の重量を1 kgfと定義している。

=== リンゴによる力の表現 ===
[[アイザック・ニュートン#リンゴについての逸話|ニュートンのリンゴについての逸話]]にちなんで、力学の教科書での重力の説明にリンゴを用いたり<ref>[[兵頭俊夫]]、『考える力学』第2版、p.16、「たとえば、手に持ったリンゴを離すと、下に落ちる。これはリンゴが地球から§2.2で学ぶ万有引力''F''<sub>1</sub>を受けているからである。」、[[学術図書出版社]]、ISBN 978-4-7806-0941-7、2021年10月31日第2版第1刷</ref>、[[リンゴ]]1個に働く重力が 1 N であるという説明がなされることがある<ref>[https://www.diy-id.net/know-how-screw/%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%B3%E5%8D%98%E4%BD%8D%E3%81%A3%E3%81%A6%E4%BD%95/#:~:text=%EF%BC%91%EF%BC%90%EF%BC%90%EF%BC%90%EF%BD%87%E3%82%92%EF%BC%99.%EF%BC%98%E3%81%A7,%E3%81%AB%E7%94%B1%E6%9D%A5%E3%81%97%E3%81%A6%E3%81%84%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82 ニュートン単位っていったい何？] 株式会社 大里</ref><ref>[https://imada.com/what-is-a-force-gauge/ What is a Force Gauge?] force & torque measurement, imada.com</ref>。

より正確には質量102 g のリンゴに働く重力が、0.102 kg × {{val|9.80665}} m/s<sup>2</sup> = {{val|1.00}} N ということになる。ただし、日本で流通しているリンゴは海外と比較して大きいものが多く、質量が102 g を上回る品種がほとんどである<ref>[https://www.ooyufarm.com/c/about/size りんごサイズ比較] 大湯ファーム、Sサイズの質量は220～250 g となっている。</ref><ref>[https://calorie.slism.jp/107148/ りんご] カロリーSlim、りんごSサイズ（170g）となっている。</ref><ref>{{Cite web|和書|title=食文化の違い。大きいりんご、小さいりんご |url=http://malus.my.coocan.jp/mitearuku/syokubunka/syokubunka.htm |website=malus.my.coocan.jp |access-date=2022-04-14}}</ref><ref>{{Cite web|和書|title=日本のリンゴは大きくて、海外のリンゴは小さい？その理由は？ |url=https://myreviewnote.com/gourmet/apple |website=MyReviewNote：色んなレビューや感想 |date=2017-06-28 |access-date=2022-04-14 |language=ja |last=mrn}}</ref><ref group="注">しかし質量が102 g を下回る小さいリンゴの品種も一部存在する</ref><ref>{{Cite web|和書|title=ミニフジコ {{!}} MINI FUJI-CO {{!}} 小さくおいしいリンゴの物語 |url=http://minifuji-co.com/ |website=ミニフジコ |access-date=2022-04-14 |language=ja}}</ref><ref>{{Cite web|和書|title=アルプス乙女（あるぷすおとめ） {{!}} りんご大学 |url=https://www.ringodaigaku.com/main/hinshu/a/alpsmaiden.html |website=www.ringodaigaku.com |access-date=2022-04-14}}</ref>。

リンゴの[[比重]]が 1.0 （水と同じ）であり、[[真球]]であるとすると、質量102 g のりんごの[[直径]]は約 5.8 cm となる（[[超球の体積#公式]]）。このことからも、実際の市販されているリンゴとしては小さすぎることが分かる<ref>[http://www.aeroastro-kait.net/blog-entry-123.html ニュートン先生のリンゴの木＆１ニュートン[N]のお話（３）－リンゴの重さがポイント？！] 宙をめざせ！、神奈川工大機械工学科 航空宇宙専攻、「ちなみにニュートン先生のリンゴは日本で普通にみられるリンゴ（約300グラム前後）の３分の１程度の大きさです。」</ref><ref>[https://www.myfooddata.com/articles/how-much-is-100-grams.php How much is 100 grams?] 100gは、中サイズのリンゴの半分としている。by Daisy Whitbread, Half a medium sized apple, Last Updated: 2021-07-28</ref>。このため、リンゴに替えて、1 N を、[[柑橘類|みかん]]や[[キウイフルーツ|キウイ]]または単1[[マンガン乾電池]] 1個に働く重力との説明もある<ref>[https://www.dainippon-tosho.co.jp/unit/list/N.html りんごにはたらく重力] 力 ニュートン、大日本図書</ref>。

== 換算 ==
{{力の単位}}
{{GravEngAbs}}

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}

=== 注釈 ===
<references group="注"/>

=== 出典 ===
{{Reflist|30em}}
{{SI units navbox}}

{{DEFAULTSORT:にゆうとん}}
[[Category:力の単位]]
[[Category:SI組立単位]]
[[Category:物理学のエポニム]]
[[Category:アイザック・ニュートン]]