F = ma este fundamentul dinamicii. 1 newton accelerează 1 kg la 1 m/s². Fiecare forță pe care o simțiți este masa care se opune accelerației.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Forță dublă → accelerație dublă
• Forța este un vector (are direcție)
• Forța netă determină mișcarea

Greutatea este forța gravitațională: G = mg. Masa ta este constantă, dar greutatea se schimbă cu gravitația. Pe Lună, ai 1/6 din greutatea de pe Pământ.

• Masă (kg) ≠ Greutate (N)
• Greutate = masă × gravitație
• 1 kgf = 9.81 N pe Pământ
• Fără greutate pe orbită = tot ai masă

Forțele de contact ating obiecte (frecare, tensiune). Forțele fără contact acționează la distanță (gravitație, magnetism, electricitate).

• Tensiunea trage de-a lungul frânghiilor/cablurilor
• Frecarea se opune mișcării
• Forța normală este perpendiculară pe suprafețe
• Gravitația este întotdeauna atractivă, niciodată repulsivă

Newtonul (N) este unitatea de bază SI. Definit din constante fundamentale: kg, m, s. Utilizat în toate lucrările științifice.

• 1 N = 1 kg·m/s² (exact)
• kN, MN pentru forțe mari
• mN, µN pentru lucrări de precizie
• Universal în inginerie/fizică

Unități de forță bazate pe gravitația Pământului. 1 kgf = forța necesară pentru a susține 1 kg împotriva gravitației. Intuitiv, dar dependent de locație.

• kgf = kilogram-forță = 9.81 N
• lbf = livră-forță = 4.45 N
• tonf = tonă-forță (metrică/scurtă/lungă)
• Gravitația variază cu ±0.5% pe Pământ

Dina (CGS) pentru forțe mici: 1 dină = 10⁻⁵ N. Poundalul (imperial absolut) este rar utilizat. Forțe atomice/Planck pentru scări cuantice.

• 1 dină = 1 g·cm/s²
• Poundal = 1 lb·ft/s² (absolut)
• Unitate atomică ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• Forța Planck ≈ 1.2×10⁴⁴ N

Prima: Obiectele se opun schimbării (inerția). A doua: F=ma o cuantifică. A treia: Fiecare acțiune are o reacțiune egală și opusă.

• Legea 1: Fără forță netă → fără accelerație
• Legea 2: F = ma (definește newtonul)
• Legea 3: Perechi acțiune-reacțiune
• Legile prezic toată mișcarea clasică

Forțele se combină ca vectori, nu ca sume simple. Două forțe de 10 N la 90° produc 14.1 N (√200), nu 20 N.

• Magnitudine + direcție necesare
• Folosiți teorema lui Pitagora pentru perpendicularitate
• Forțele paralele se adună/scad direct
• Echilibru: forța netă = 0

Patru forțe fundamentale guvernează universul: gravitația, electromagnetismul, forța nucleară tare, forța nucleară slabă. Toate celelalte sunt combinații.

• Gravitația: cea mai slabă, rază infinită
• Electromagnetică: sarcini, chimie
• Tare: leagă quarcii în protoni
• Slabă: dezintegrare radioactivă

Clădirile rezistă la forțe enorme: vânt, cutremure, încărcături. Coloanele, grinzile sunt proiectate pentru forțe de la kN la MN.

• Cabluri de pod: 100+ MN tensiune
• Coloane de clădiri: 1-10 MN compresiune
• Vânt pe zgârie-nori: 50+ MN lateral
• Factor de siguranță tipic 2-3×

Tracțiunea rachetelor este măsurată în meganewtoni. Motoarele de aeronave produc kilonewtoni. Fiecare newton contează la ieșirea din gravitație.

• Saturn V: 35 MN tracțiune
• Motor Boeing 747: 280 kN fiecare
• Falcon 9: 7.6 MN la decolare
• Re-impulsionare ISS: 0.3 kN (continuu)

Cheile dinamometrice, sistemele hidraulice, elementele de fixare sunt toate evaluate în unități de forță. Critic pentru siguranță și performanță.

• Piulițe roți auto: 100-140 N·m cuplu
• Presă hidraulică: capacitate de 10+ MN
• Tensiune șurub: interval tipic de kN
• Constante de arc în N/m sau kN/m

Împărțiți la 10 pentru o estimare: 100 N ≈ 10 kgf (exact: 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (exact)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• Rapid: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N. Împărțiți N la 4.5 pentru a obține lbf.

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

1 N = 100,000 dine. Doar mutați virgula cu 5 poziții.

• 1 dină = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dine
• CGS la SI: ×10⁻⁵
• Rar utilizat astăzi

Tracțiunea rachetei Saturn V: 35 MN. Convertiți în lire-forță.

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

Persoană de 70 kg. Greutatea pe Pământ vs Marte (g = 3.71 m/s²)?

Pământ: 70 × 9.81 = 686 N. Marte: 70 × 3.71 = 260 N. Masa aceeași, greutatea 38%.

Un cablu de pod susține 500 de tone. Care este tensiunea în MN?

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

Mușchiul maseter al maxilarului exercită o forță de mușcătură de 400 N (900 lbf). Crocodil: 17 kN. Megalodonul dispărut: 180 kN — suficient pentru a strivi o mașină.

Un purice sare cu o forță de 0.0002 N, dar accelerează la 100g. Picioarele lor sunt arcuri care stochează energie, eliberând-o mai repede decât se poate contracta un mușchi.

Aproape de o gaură neagră, forța mareică te întinde: picioarele simt cu 10⁹ N mai mult decât capul. Se numește „spaghetificare”. Ai fi sfâșiat atom cu atom.

Gravitația Lunii creează maree cu o forță de 10¹⁶ N asupra oceanelor Pământului. Pământul trage Luna înapoi cu 2×10²⁰ N — dar Luna tot se îndepărtează cu 3.8 cm/an.

Mătasea de păianjen se rupe la o tensiune de ~1 GPa. Un fir cu o secțiune transversală de 1 mm² ar susține 100 kg (980 N) — mai rezistent decât oțelul, raportat la greutate.

AFM simte forțe de până la 0.1 nanonewtoni (10⁻¹⁰ N). Poate detecta denivelări de un singur atom. Ca și cum ai simți un fir de nisip de pe orbită.

Newton publică Principia Mathematica, definind forța cu F = ma și cele trei legi ale mișcării.

Pierre Bouguer măsoară forța gravitațională pe munți, observând variații în câmpul gravitațional al Pământului.

Cavendish cântărește Pământul folosind o balanță de torsiune, măsurând forța gravitațională între mase.

Asociația Britanică definește „dina” (unitate CGS) ca fiind 1 g·cm/s². Mai târziu, newtonul a fost adoptat pentru SI.

CGPM definește newtonul ca kg·m/s² pentru sistemul SI. Înlocuiește vechile kgf și unitățile tehnice.

SI este adoptat oficial la nivel global. Newtonul devine unitatea universală de forță pentru știință și inginerie.

Microscopul cu forță atomică este inventat, detectând forțe de ordinul piconewtonilor. Revoluționează nanotehnologia.

Redefinirea SI: newtonul este acum derivat din constanta lui Planck. Fundamental exact, fără artefact fizic.

Masa (kg) este cantitatea de materie; greutatea (N) este forța gravitațională asupra acelei mase. Masa rămâne constantă; greutatea se schimbă cu gravitația. Cântărești 1/6 pe Lună, dar ai aceeași masă.

Newtonul este absolut — nu depinde de gravitație. kgf/lbf presupun gravitația Pământului (9.81 m/s²). Pe Lună sau Marte, kgf/lbf ar fi greșite. Newtonul funcționează oriunde în univers.

O persoană obișnuită: 400 N împingere, 500 N tragere (pentru scurt timp). Sportivi antrenați: 1000+ N. Record mondial la îndreptări: ~5000 N (~500 kg × 9.81). Forța mușcăturii: 400 N medie, 900 N maxim.

Kip = 1000 lbf (kilolivră-forță). Inginerii structurali din SUA folosesc kips pentru sarcinile de pe poduri/clădiri pentru a evita scrierea unor numere mari. 50 kips = 50,000 lbf = 222 kN.

Rar. Dina (unitate CGS) apare în manuale vechi. Știința modernă folosește milinewtoni (mN). 1 mN = 100 dine. Sistemul CGS este învechit, cu excepția unor domenii specializate.

Greutatea ESTE forță. Formula: F = mg. Exemplu: persoană de 70 kg → 70 × 9.81 = 686 N pe Pământ. Pe Lună: 70 × 1.62 = 113 N. Masa (70 kg) nu se schimbă.