F = ma е основата на динамиката. 1 нютон ускорява 1 кг с 1 м/с². Всяка сила, която усещате, е маса, която се съпротивлява на ускорението.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Двойна сила → двойно ускорение
• Силата е вектор (има посока)
• Резултантната сила определя движението

Теглото е гравитационна сила: W = mg. Вашата маса е постоянна, но теглото се променя с гравитацията. На Луната тежите 1/6 от земното си тегло.

• Маса (kg) ≠ Тегло (N)
• Тегло = маса × гравитация
• 1 kgf = 9.81 N на Земята
• Безтегловност в орбита = все още имате маса

Контактните сили докосват обекти (триене, опън). Безконтактните сили действат от разстояние (гравитация, магнетизъм, електричество).

• Опънът дърпа по въжета/кабели
• Триенето се противопоставя на движението
• Нормалната сила е перпендикулярна на повърхностите
• Гравитацията винаги е привлекателна, никога отблъскваща

Нютон (N) е основната единица в SI. Дефинира се от фундаментални константи: kg, m, s. Използва се във всички научни дейности.

• 1 N = 1 kg·m/s² (точно)
• kN, MN за големи сили
• mN, µN за прецизна работа
• Универсална в инженерството/физиката

Единици за сила, базирани на земната гравитация. 1 kgf = сила за задържане на 1 кг срещу гравитацията. Интуитивни, но зависят от местоположението.

• kgf = килограм-сила = 9.81 N
• lbf = паунд-сила = 4.45 N
• tonf = тон-сила (метрична/къса/дълга)
• Гравитацията варира с ±0.5% на Земята

Дин (CGS) за малки сили: 1 dyn = 10⁻⁵ N. Паундал (имперска абсолютна) се използва рядко. Атомни/Планкови сили за квантови мащаби.

• 1 dyn = 1 g·cm/s²
• Паундал = 1 lb·ft/s² (абсолютна)
• Атомна единица ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• Планкова сила ≈ 1.2×10⁴⁴ N

1-ви: Обектите се съпротивляват на промяна (инерция). 2-ри: F=ma я определя количествено. 3-ти: Всяко действие има равно по големина и противоположно по посока противодействие.

• Закон 1: Няма резултантна сила → няма ускорение
• Закон 2: F = ma (дефинира нютона)
• Закон 3: Двойки действие-противодействие
• Законите предсказват цялото класическо движение

Силите се комбинират като вектори, а не като прости суми. Две сили от 10 N под ъгъл 90° създават 14.1 N (√200), а не 20 N.

• Необходими са големина + посока
• Използвайте Питагоровата теорема за перпендикулярност
• Паралелните сили се събират/изваждат директно
• Равновесие: резултантната сила = 0

Четири фундаментални сили управляват вселената: гравитация, електромагнетизъм, силно ядрено и слабо ядрено взаимодействие. Всичко останало е комбинация от тях.

• Гравитация: най-слабата, безкраен обхват
• Електромагнитна: заряди, химия
• Силна: свързва кварките в протоните
• Слаба: радиоактивен разпад

Сградите издържат на огромни сили: вятър, земетресения, товари. Колоните и гредите са проектирани за сили от kN до MN.

• Кабели на мостове: 100+ MN опън
• Колони на сгради: 1-10 MN натиск
• Вятър върху небостъргач: 50+ MN странична сила
• Коефициент на безопасност обикновено 2-3×

Тягата на ракетите се измерва в меганютони. Авиационните двигатели произвеждат килонютони. Всеки нютон е от значение при преодоляване на гравитацията.

• Saturn V: 35 MN тяга
• Двигател на Boeing 747: 280 kN всеки
• Falcon 9: 7.6 MN при излитане
• Корекция на орбитата на МКС: 0.3 kN (непрекъснато)

Динамометрични ключове, хидравлика, крепежни елементи - всички те са оразмерени по сила. Критично за безопасността и производителността.

• Гайки на автомобилни колела: 100-140 N·m въртящ момент
• Хидравлична преса: капацитет 10+ MN
• Напрежение на болтове: типичен диапазон в kN
• Константи на пружини в N/m или kN/m

Разделете на 10 за приблизителна оценка: 100 N ≈ 10 kgf (точно: 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (точно)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• Бързо: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N. Разделете N на 4.5, за да получите lbf.

• 1 lbf = 4.448 N (точно)
• 100 N ≈ 22.5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• Науме: N ÷ 4.5 → lbf

1 N = 100,000 дина. Просто преместете десетичната запетая с 5 места.

• 1 dyn = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyn
• CGS към SI: ×10⁻⁵
• Рядко се използва днес

Тяга на ракета Saturn V: 35 MN. Преобразувайте в паунд-сила.

35 MN = 35,000,000 N. 1 N = 0.22481 lbf. 35M × 0.22481 = 7.87 милиона lbf

Човек с маса 70 кг. Тегло на Земята срещу Марс (g = 3.71 м/с²)?

Земя: 70 × 9.81 = 686 N. Марс: 70 × 3.71 = 260 N. Масата е същата, теглото е 38%.

Кабел на мост поддържа 500 тона. Какво е опънът в MN?

500 метрични тона = 500,000 кг. F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

Дъвкателният мускул на челюстта упражнява сила на захапване от 400 N (900 lbf). Крокодил: 17 kN. Изчезналият мегалодон: 180 kN — достатъчно, за да смачка кола.

Бълхата скача със сила от 0.0002 N, но се ускорява със 100g. Краката им са пружини, които съхраняват енергия, освобождавайки я по-бързо, отколкото мускулът може да се свие.

Близо до черна дупка приливната сила ви разтяга: краката ви усещат с 10⁹ N повече от главата. Нарича се „спагетификация“. Ще бъдете разкъсани атом по атом.

Гравитацията на Луната създава приливи и отливи със сила от 10¹⁶ N върху океаните на Земята. Земята привлича Луната обратно с 2×10²⁰ N — но Луната все още се отдалечава с 3.8 см/година.

Паяжината се къса при напрежение от ~1 GPa. Нишка с напречно сечение 1 мм² би издържала 100 кг (980 N) — по-здрава от стоманата спрямо теглото.

AFM усеща сили до 0.1 нанонютона (10⁻¹⁰ N). Може да открие неравности от един атом. Това е като да усетите песъчинка от орбита.

Нютон публикува „Математически принципи на натурфилософията“, дефинирайки силата с F = ma и трите закона на движението.

Пиер Буге измерва гравитационната сила на планини, забелязва вариации в гравитационното поле на Земята.

Кавендиш претегля Земята с помощта на торзионна везна, измервайки гравитационната сила между маси.

Британската асоциация дефинира „дин“ (единица от CGS) като 1 g·cm/s². По-късно нютонът е приет за SI.

CGPM дефинира нютона като kg·m/s² за системата SI. Замества старите kgf и техническите единици.

SI е официално приета в световен мащаб. Нютонът става универсална единица за сила в науката и инженерството.

Изобретен е атомно-силовият микроскоп, който открива сили от порядъка на пиконютони. Революционизира нанотехнологиите.

Предефиниране на SI: нютонът вече се извежда от константата на Планк. Фундаментално точен, без физически артефакт.

Масата (kg) е количеството материя; теглото (N) е гравитационната сила върху тази маса. Масата остава постоянна; теглото се променя с гравитацията. На Луната тежите 1/6, но имате същата маса.

Нютонът е абсолютна единица — не зависи от гравитацията. kgf/lbf предполагат земната гравитация (9.81 м/с²). На Луната или Марс kgf/lbf биха били грешни. Нютонът работи навсякъде във вселената.

Средностатистически човек: 400 N бутане, 500 N дърпане (за кратко). Тренирани спортисти: 1000+ N. Световен рекорд по мъртва тяга: ~5000 N (~500 kg × 9.81). Сила на захапване: 400 N средно, 900 N максимум.

Кип = 1000 lbf (килопаунд-сила). Американските строителни инженери използват кипове за натоварвания на мостове/сгради, за да избегнат писането на големи числа. 50 кипа = 50,000 lbf = 222 kN.

Рядко. Дин (единица от CGS) се среща в стари учебници. Съвременната наука използва милинютони (mN). 1 mN = 100 dyn. Системата CGS е остаряла, освен в някои специализирани области.

Теглото Е сила. Формула: F = mg. Пример: 70 кг човек → 70 × 9.81 = 686 N на Земята. На Луната: 70 × 1.62 = 113 N. Масата (70 кг) не се променя.