F = ma የዳይናሚክስ መሰረት ነው። 1 ኒውተን 1 ኪ.ግ በ 1 m/s² ያፋጥናል። የሚሰማዎት እያንዳንዱ ኃይል ፍጥነትን የሚቃወም ክብደት ነው።

• 1 N = 1 kg·m/s²
• ድርብ ኃይል → ድርብ ፍጥነት
• ኃይል ቬክተር ነው (አቅጣጫ አለው)
• የተጣራ ኃይል እንቅስቃሴን ይወስናል

ክብደት የስበት ኃይል ነው፡ W = mg። የእርስዎ ክብደት ቋሚ ነው፣ ነገር ግን ክብደትዎ በስበት ኃይል ይለወጣል። በጨረቃ ላይ፣ የምድር ክብደትዎ 1/6ኛ ነዎት።

• ክብደት (kg) ≠ ክብደት (N)
• ክብደት = ክብደት × ስበት
• 1 kgf = 9.81 N በምድር ላይ
• በምህዋር ውስጥ ክብደት አልባ መሆን = አሁንም ክብደት አለዎት

የንክኪ ኃይሎች ነገሮችን ይነካሉ (ግጭት፣ ውጥረት)። የማይነኩ ኃይሎች በርቀት ይሰራሉ (ስበት፣ መግነጢሳዊነት፣ ኤሌክትሪክ)።

• ውጥረት በገመድ/ኬብሎች ላይ ይጎትታል
• ግጭት እንቅስቃሴን ይቃወማል
• መደበኛ ኃይል ከገጽታዎች ጋር ቀጥ ያለ ነው
• ስበት ሁልጊዜ የሚስብ ነው፣ በጭራሽ የሚገፋ አይደለም

ኒውተን (N) የ SI መሰረታዊ መለኪያ ነው። ከመሰረታዊ ቋሚዎች የተገኘ ነው፡ kg, m, s። በሁሉም ሳይንሳዊ ስራዎች ላይ ጥቅም ላይ ይውላል።

• 1 N = 1 kg·m/s² (ትክክለኛ)
• kN, MN ለትላልቅ ኃይሎች
• mN, µN ለትክክለኛ ስራ
• በምህንድስና/ፊዚክስ ውስጥ ሁለንተናዊ

በምድር ስበት ላይ የተመሰረቱ የኃይል መለኪያዎች። 1 kgf = 1 ኪ.ግን ከስበት ለመከላከል የሚያስፈልግ ኃይል። ለመረዳት ቀላል ግን በቦታ ላይ የተመሰረተ ነው።

• kgf = ኪሎግራም-ኃይል = 9.81 N
• lbf = ፓውንድ-ኃይል = 4.45 N
• tonf = ቶን-ኃይል (ሜትሪክ/አጭር/ረጅም)
• ስበት በምድር ላይ በ ±0.5% ይለያያል

ዳይን (CGS) ለአነስተኛ ኃይሎች፡ 1 dyn = 10⁻⁵ N። ፓውንዳል (ኢምፔሪያል ፍጹም) ብዙም ጥቅም ላይ አይውልም። ለአቶሚክ/ፕላንክ ኃይሎች ለኳንተም ደረጃዎች።

• 1 dyne = 1 g·cm/s²
• Poundal = 1 lb·ft/s² (ፍጹም)
• አቶሚክ መለኪያ ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• ፕላንክ ኃይል ≈ 1.2×10⁴⁴ N

1ኛ፡ ነገሮች ለውጥን ይቃወማሉ (ኢነርሺያ)። 2ኛ፡ F=ma ይህንን ይለካል። 3ኛ፡ እያንዳንዱ እርምጃ እኩል ተቃራኒ ምላሽ አለው።

• ህግ 1: ምንም የተጣራ ኃይል የለም → ምንም ፍጥነት የለም
• ህግ 2: F = ma (ኒውተንን ይገልጻል)
• ህግ 3: የእርምጃ-ምላሽ ጥንዶች
• ህጎች ሁሉንም ክላሲካል እንቅስቃሴዎች ይተነብያሉ

ኃይሎች እንደ ቬክተር ይደመራሉ፣ እንደ ቀላል ድምር አይደለም። ሁለት 10 N ኃይሎች በ 90° 14.1 N (√200) ይሆናሉ፣ 20 N አይደለም።

• መጠን + አቅጣጫ ያስፈልጋል
• ለቀጥታ መስመር የፓይታጎሪያን ቲዎረም ይጠቀሙ
• ትይዩ ኃይሎች በቀጥታ ይደመራሉ/ይቀነሳሉ
• ሚዛን፡ የተጣራ ኃይል = 0

አራት መሰረታዊ ኃይሎች ዩኒቨርስን ይገዛሉ፡ ስበት፣ ኤሌክትሮማግኔቲዝም፣ ጠንካራ ኒውክሌር፣ ደካማ ኒውክሌር። ሌሎቹ ሁሉ የእነዚህ ጥምረት ናቸው።

• ስበት፡ በጣም ደካማው፣ ወሰን የሌለው ክልል
• ኤሌክትሮማግኔቲክ፡ ቻርጆች፣ ኬሚስትሪ
• ጠንካራ፡ ኳርኮችን በፕሮቶኖች ውስጥ ያስራል
• ደካማ፡ ራዲዮአክቲቭ መበስበስ

ህንፃዎች ከፍተኛ ኃይሎችን ይቋቋማሉ፡ ንፋስ፣ የመሬት መንቀጥቀጥ፣ ጭነቶች። አምዶች፣ ምሰሶዎች ከ kN እስከ MN ላሉ ኃይሎች የተሰሩ ናቸው።

• የድልድይ ኬብሎች፡ 100+ MN ውጥረት
• የህንፃ አምዶች፡ 1-10 MN መጨናነቅ
• በሰማይ ጠቀስ ህንፃ ላይ ንፋስ፡ 50+ MN ጎን ለጎን
• የደህንነት ምክንያት ብዙውን ጊዜ 2-3×

የሮኬት ግፊት በሜጋኒውተን ይለካል። የአውሮፕላን ሞተሮች ኪሎኒውተን ያመነጫሉ። ከስበት ለመውጣት እያንዳንዱ ኒውተን ይቆጠራል።

• Saturn V: 35 MN ግፊት
• Boeing 747 ሞተር፡ 280 kN እያንዳንዳቸው
• Falcon 9: 7.6 MN በሚነሳበት ጊዜ
• ISS ዳግም ማበረታቻ፡ 0.3 kN (ቀጣይ)

የቶርክ ቁልፎች፣ ሃይድሮሊኮች፣ ማያያዣዎች ሁሉም በኃይል የተመዘገቡ ናቸው። ለደህንነት እና ለአፈጻጸም ወሳኝ ነው።

• የመኪና ጎማ ነት፡ 100-140 N·m ቶርክ
• ሃይድሮሊክ ፕሬስ፡ 10+ MN አቅም
• የቦልት ውጥረት፡ የ kN ክልል የተለመደ
• የስፕሪንግ ቋሚዎች በ N/m ወይም kN/m

ለግምት በ10 ያካፍሉ፡ 100 N ≈ 10 kgf (ትክክለኛ፡ 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (ትክክለኛ)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• ፈጣን፡ N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N። Nን በ4.5 በማካፈል lbf ያግኙ።

• 1 lbf = 4.448 N (ትክክለኛ)
• 100 N ≈ 22.5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• በአዕምሮ፡ N ÷ 4.5 → lbf

1 N = 100,000 ዳይን። ነጥቡን 5 ቦታዎች ብቻ ያንቀሳቅሱ።

• 1 dyn = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyn
• CGS ወደ SI: ×10⁻⁵
• ዛሬ ብዙም ጥቅም ላይ አይውልም

የሳተርን ቪ ሮኬት ግፊት፡ 35 MN። ወደ ፓውንድ-ኃይል ይለውጡ።

35 MN = 35,000,000 N። 1 N = 0.22481 lbf። 35M × 0.22481 = 7.87 ሚሊዮን lbf

70 ኪ.ግ ሰው። በምድር እና በማርስ ላይ ያለው ክብደት (g = 3.71 m/s²)?

ምድር፡ 70 × 9.81 = 686 N። ማርስ፡ 70 × 3.71 = 260 N። ክብደት ተመሳሳይ፣ ክብደት 38%።

የድልድይ ኬብል 500 ቶን ይደግፋል። ውጥረቱ በ MN ስንት ነው?

500 ሜትሪክ ቶን = 500,000 ኪ.ግ። F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

የመንጋጋ ማኘኪያ ጡንቻ 400 N የመንከስ ኃይል (900 lbf) ያወጣል። አዞ፡ 17 kN። የጠፋው ሜጋሎዶን፡ 180 kN—መኪና ለመጨፍለቅ በቂ ነው።

ቁንጫ በ0.0002 N ኃይል ይዘላል ነገር ግን በ100g ያፋጥናል። እግሮቻቸው ኃይልን የሚያከማቹ ስፕሪንጎች ናቸው፣ ይህም ከጡንቻ መኮማተር በበለጠ ፍጥነት ይለቀቃል።

ከጥቁር ቀዳዳ አጠገብ፣ የሞገድ ኃይል ይዘረጋዎታል፡ እግሮችዎ ከጭንቅላትዎ 10⁹ N የበለጠ ይሰማቸዋል። 'ስፓጌቲፊኬሽን' ይባላል። በአቶም በአቶም ትቀደዳለህ።

የጨረቃ ስበት በምድር ውቅያኖሶች ላይ 10¹⁶ N ኃይል ያለው ሞገድ ይፈጥራል። ምድር ጨረቃን በ2×10²⁰ N ትመልሳለች—ነገር ግን ጨረቃ አሁንም በዓመት 3.8 ሴ.ሜ ታመልጣለች።

የሸረሪት ሐር በ~1 GPa ጫና ይሰበራል። 1 ሚሜ² ስፋት ያለው ክር 100 ኪ.ግ (980 N) ይይዛል—ከብረት በክብደት የበለጠ ጠንካራ ነው።

AFM እስከ 0.1 ናኖኒውተን (10⁻¹⁰ N) ድረስ ያሉ ኃይሎችን ይሰማዋል። ነጠላ የአቶም ጉብታዎችን መለየት ይችላል። ከምህዋር ላይ የአሸዋ ቅንጣትን እንደ መንካት ነው።

ኒውተን Principia Mathematicaን አሳተመ፣ ኃይልን በ F = ma እና በሦስት የእንቅስቃሴ ህጎች ገለጸ።

ፒየር ቡጌር በተራሮች ላይ የስበት ኃይልን ለካ፣ በምድር የስበት መስክ ላይ ልዩነቶችን አስተዋለ።

ካቨንዲሽ ምድርን በቶርሽን ሚዛን በመጠቀም መዘነ፣ በክብደቶች መካከል ያለውን የስበት ኃይል ለካ።

የብሪቲሽ ማህበር 'ዳይን' (CGS መለኪያ) ን እንደ 1 g·cm/s² ገለጸ። በኋላ፣ ኒውተን ለ SI ተቀባይነት አገኘ።

CGPM ኒውተንን ለ SI ስርዓት እንደ kg·m/s² ገለጸ። የድሮውን kgf እና ቴክኒካዊ መለኪያዎችን ተካ።

SI በዓለም አቀፍ ደረጃ በይፋ ተቀባይነት አገኘ። ኒውተን ለሳይንስ እና ለምህንድስና ሁለንተናዊ የኃይል መለኪያ ሆነ።

አቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ ተፈጠረ፣ የፒኮኒውተን ኃይሎችን በመለየት። ናኖቴክኖሎጂን አብዮት አደረገ።

የ SI ዳግም ፍቺ፡ ኒውተን አሁን ከፕላንክ ቋሚ የተገኘ ነው። በመሰረቱ ትክክለኛ፣ ምንም አካላዊ ቅርስ የለም።

ክብደት (kg) የቁስ መጠን ነው፤ ክብደት (N) በዚያ ክብደት ላይ ያለው የስበት ኃይል ነው። ክብደት ቋሚ ነው፤ ክብደት በስበት ይለወጣል። በጨረቃ ላይ 1/6ኛ ይመዝናሉ ነገር ግን ተመሳሳይ ክብደት አለዎት።

ኒውተን ፍጹም ነው—በስበት ላይ የተመሰረተ አይደለም። kgf/lbf የምድርን ስበት (9.81 m/s²) ያስባሉ። በጨረቃ ወይም በማርስ ላይ፣ kgf/lbf ስህተት ይሆናሉ። ኒውተን በዩኒቨርስ ውስጥ በሁሉም ቦታ ይሰራል።

አማካይ ሰው፡ 400 N ግፊት፣ 500 N መሳብ (ለአጭር ጊዜ)። የሰለጠኑ አትሌቶች፡ 1000+ N። የዓለም ደረጃ ዴድሊፍት፡ ~5000 N (~500 kg × 9.81)። የመንከስ ኃይል፡ 400 N አማካይ፣ 900 N ከፍተኛ።

ኪፕ = 1000 lbf (ኪሎፓውንድ-ኃይል)። የአሜሪካ የመዋቅር መሐንዲሶች ትልልቅ ቁጥሮችን ከመጻፍ ለመዳን ለድልድይ/ለህንፃ ጭነቶች ኪፕ ይጠቀማሉ። 50 ኪፕ = 50,000 lbf = 222 kN።

አልፎ አልፎ። ዳይን (CGS መለኪያ) በአሮጌ የመማሪያ መጽሐፍት ውስጥ ይገኛል። ዘመናዊ ሳይንስ ሚሊኒውተን (mN) ይጠቀማል። 1 mN = 100 dyn። የ CGS ስርዓት በአንዳንድ ልዩ መስኮች ካልሆነ በስተቀር ጊዜው ያለፈበት ነው።

ክብደት ኃይል ነው። ቀመር፡ F = mg። ምሳሌ፡ 70 ኪ.ግ ሰው → 70 × 9.81 = 686 N በምድር ላይ። በጨረቃ ላይ፡ 70 × 1.62 = 113 N። ክብደት (70 ኪ.ግ) አይለወጥም።