F = ma는 동역학의 기초입니다. 1뉴턴은 1kg을 1m/s²로 가속시킵니다. 당신이 느끼는 모든 힘은 가속에 저항하는 질량입니다.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• 힘 두 배 → 가속도 두 배
• 힘은 벡터이다(방향이 있다)
• 알짜힘이 운동을 결정한다

무게는 중력입니다: W = mg. 당신의 질량은 일정하지만 무게는 중력에 따라 변합니다. 달에서는 지구 무게의 1/6입니다.

• 질량(kg) ≠ 무게(N)
• 무게 = 질량 × 중력
• 지구에서 1 kgf = 9.81 N
• 궤도에서 무중력 = 여전히 질량이 있다

접촉력은 물체에 닿습니다(마찰, 장력). 비접촉력은 멀리서 작용합니다(중력, 자기력, 전기력).

• 장력은 밧줄/케이블을 따라 당긴다
• 마찰은 운동에 저항한다
• 수직항력은 표면에 수직이다
• 중력은 항상 인력이며, 척력은 아니다

뉴턴(N)은 SI 기본 단위입니다. 기본 상수인 kg, m, s에서 정의됩니다. 모든 과학 분야에서 사용됩니다.

• 1 N = 1 kg·m/s²(정확)
• 큰 힘에는 kN, MN 사용
• 정밀 작업에는 mN, µN 사용
• 공학/물리학에서 보편적으로 사용

지구 중력을 기반으로 한 힘의 단위입니다. 1 kgf = 1kg을 중력에 대항하여 지탱하는 힘. 직관적이지만 위치에 따라 다릅니다.

• kgf = 킬로그램힘 = 9.81 N
• lbf = 파운드힘 = 4.45 N
• tonf = 톤힘(미터/단/장)
• 지구의 중력은 ±0.5% 변동

다인(CGS)은 작은 힘에 사용: 1 다인 = 10⁻⁵ N. 파운달(절대 영국 단위)은 거의 사용되지 않습니다. 원자/플랑크 힘은 양자 규모에 사용됩니다.

• 1 다인 = 1 g·cm/s²
• 파운달 = 1 lb·ft/s²(절대)
• 원자 단위 ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• 플랑크 힘 ≈ 1.2×10⁴⁴ N

제1법칙: 물체는 변화에 저항한다(관성). 제2법칙: F=ma가 이를 정량화한다. 제3법칙: 모든 작용에는 크기가 같고 방향이 반대인 반작용이 있다.

• 법칙 1: 알짜힘 없음 → 가속도 없음
• 법칙 2: F = ma(뉴턴을 정의)
• 법칙 3: 작용-반작용 쌍
• 법칙들은 모든 고전적 운동을 예측한다

힘은 단순한 합이 아닌 벡터로 결합됩니다. 90° 각도의 두 10N 힘은 20N이 아닌 14.1N(√200)을 만듭니다.

• 크기 + 방향 필요
• 수직일 경우 피타고라스 정리 사용
• 평행한 힘은 직접 더하거나 뺀다
• 평형 상태: 알짜힘 = 0

네 가지 기본적인 힘이 우주를 지배합니다: 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력. 그 외 모든 것은 이들의 조합입니다.

• 중력: 가장 약하며, 무한한 범위
• 전자기력: 전하, 화학
• 강한 핵력: 양성자 내 쿼크를 결합
• 약한 핵력: 방사성 붕괴

건물은 엄청난 힘을 견딥니다: 바람, 지진, 하중. 기둥, 보는 kN에서 MN까지의 힘을 견디도록 설계됩니다.

• 교량 케이블: 100+ MN 장력
• 건물 기둥: 1-10 MN 압축
• 고층 빌딩의 바람: 50+ MN 측면 힘
• 안전 계수는 일반적으로 2-3배

로켓 추력은 메가뉴턴으로 측정됩니다. 항공기 엔진은 킬로뉴턴을 생성합니다. 중력을 벗어날 때는 모든 뉴턴이 중요합니다.

• 새턴 V: 35 MN 추력
• 보잉 747 엔진: 각각 280 kN
• 팔콘 9: 이륙 시 7.6 MN
• ISS 재추진: 0.3 kN(지속)

토크 렌치, 유압 장치, 고정 장치는 모두 힘으로 평가됩니다. 안전과 성능에 중요합니다.

• 자동차 러그 너트: 100-140 N·m 토크
• 유압 프레스: 10+ MN 용량
• 볼트 장력: 일반적인 kN 범위
• 스프링 상수는 N/m 또는 kN/m

대략적인 값을 위해 10으로 나누세요: 100 N ≈ 10 kgf (정확히: 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (정확)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• 빠름: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N. N을 4.5로 나누어 lbf를 구하세요.

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

1 N = 100,000 다인. 소수점을 5자리 옮기면 됩니다.

• 1 다인 = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ 다인
• CGS에서 SI로: ×10⁻⁵
• 오늘날 거의 사용되지 않음

새턴 V 로켓 추력: 35 MN. 파운드힘으로 변환하세요.

35 MN = 35,000,000 N. 1 N = 0.22481 lbf. 35M × 0.22481 = 787만 lbf

70kg인 사람. 지구와 화성(g = 3.71 m/s²)에서의 무게는?

지구: 70 × 9.81 = 686 N. 화성: 70 × 3.71 = 260 N. 질량은 같고, 무게는 38%.

교량 케이블이 500톤을 지탱합니다. MN 단위로 장력은 얼마인가요?

500 미터톤 = 500,000 kg. F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

턱의 교근은 400N(900lbf)의 무는 힘을 발휘합니다. 악어: 17kN. 멸종된 메갈로돈: 180kN—자동차를 으스러뜨릴 만큼 충분합니다.

벼룩은 0.0002N의 힘으로 점프하지만 100g로 가속합니다. 다리는 에너지를 저장하는 스프링으로, 근육이 수축하는 것보다 더 빨리 에너지를 방출합니다.

블랙홀 근처에서 조석력은 당신을 늘립니다: 발이 머리보다 10⁹N 더 많이 느낍니다. 이를 '스파게티화'라고 합니다. 당신은 원자 단위로 찢어질 것입니다.

달의 중력은 지구의 바다에 10¹⁶N의 힘으로 조수를 만듭니다. 지구는 2×10²⁰N의 힘으로 달을 다시 끌어당기지만, 달은 여전히 매년 3.8cm씩 멀어지고 있습니다.

거미줄은 ~1 GPa의 응력에서 끊어집니다. 단면적이 1mm²인 실은 100kg(980N)을 지탱할 수 있으며, 무게 대비 강철보다 강합니다.

AFM은 0.1 나노뉴턴(10⁻¹⁰N)까지의 힘을 느낄 수 있습니다. 단일 원자의 융기를 감지할 수 있습니다. 마치 궤도에서 모래알을 느끼는 것과 같습니다.

뉴턴이 '프린키피아 마테마티카'를 출판하며 F = ma와 운동의 세 가지 법칙으로 힘을 정의합니다.

피에르 부게가 산에서 중력을 측정하여 지구 중력장의 변화를 발견합니다.

캐번디시가 비틀림 저울을 사용하여 지구의 무게를 재고 질량 사이의 중력을 측정합니다.

영국 협회가 '다인'(CGS 단위)을 1 g·cm/s²로 정의합니다. 나중에 SI에 뉴턴이 채택됩니다.

CGPM이 SI 체계를 위해 뉴턴을 kg·m/s²로 정의합니다. 오래된 kgf 및 기술 단위를 대체합니다.

SI가 전 세계적으로 공식 채택됩니다. 뉴턴은 과학 및 공학 분야에서 보편적인 힘의 단위가 됩니다.

피코뉴턴 힘을 감지하는 원자력 현미경이 발명되어 나노 기술에 혁명을 일으킵니다.

SI 재정의: 뉴턴은 이제 플랑크 상수에서 파생됩니다. 근본적으로 정확하며 물리적 인공물이 없습니다.

질량(kg)은 물질의 양이고, 무게(N)는 그 질량에 작용하는 중력입니다. 질량은 일정하게 유지되지만 무게는 중력에 따라 변합니다. 달에서는 무게가 1/6이지만 질량은 같습니다.

뉴턴은 절대적이며 중력에 의존하지 않습니다. kgf/lbf는 지구 중력(9.81 m/s²)을 가정합니다. 달이나 화성에서는 kgf/lbf가 틀릴 것입니다. 뉴턴은 우주 어디에서나 작동합니다.

평균적인 사람은 400N의 미는 힘, 500N의 당기는 힘을 발휘할 수 있습니다(짧은 시간 동안). 훈련된 운동선수는 1000N 이상을 발휘합니다. 세계적인 수준의 데드리프트는 ~5000N(~500kg × 9.81)입니다. 무는 힘: 평균 400N, 최대 900N.

킵 = 1000 lbf(킬로파운드힘). 미국 구조 공학자들은 큰 숫자를 쓰지 않기 위해 교량/건물 하중에 킵을 사용합니다. 50킵 = 50,000 lbf = 222 kN.

거의 사용되지 않습니다. 다인(CGS 단위)은 오래된 교과서에 나옵니다. 현대 과학에서는 밀리뉴턴(mN)을 사용합니다. 1 mN = 100 다인. 일부 특수 분야를 제외하고 CGS 체계는 구식입니다.

무게는 힘입니다. 공식: F = mg. 예: 70kg인 사람 → 지구에서 70 × 9.81 = 686 N. 달에서는: 70 × 1.62 = 113 N. 질량(70kg)은 변하지 않습니다.