F = ma 是动力学的基础。1 牛顿使 1 公斤的物体以 1 m/s² 的加速度运动。您感受到的每一种力都是质量在抵抗加速度。

• 1 N = 1 kg·m/s²
• 力加倍 → 加速度加倍
• 力是矢量（有方向）
• 合力决定运动

重量是引力：W = mg。您的质量是恒定的，但重量会随引力而改变。在月球上，您的重量是地球上的 1/6。

• 质量（kg）≠ 重量（N）
• 重量 = 质量 × 引力
• 在地球上 1 kgf = 9.81 N
• 在轨道上失重 = 仍然有质量

接触力是物体接触时产生的力（摩擦力、张力）。非接触力是远距离作用的力（引力、磁力、电力）。

• 张力沿绳索/缆线拉动
• 摩擦力抵抗运动
• 支持力垂直于表面
• 引力总是吸引力，从不排斥

牛顿（N）是 SI 基本单位。由基本常数定义：千克、米、秒。用于所有科学工作。

• 1 N = 1 kg·m/s²（精确值）
• kN, MN 用于大的力
• mN, µN 用于精密工作
• 在工程/物理学中通用

基于地球引力的力单位。1 kgf = 抵抗引力托住 1 公斤物体所需的力。直观但依赖于地点。

• kgf = 公斤力 = 9.81 N
• lbf = 磅力 = 4.45 N
• tonf = 吨力（公制/短吨/长吨）
• 地球上的引力变化 ±0.5%

达因（CGS）用于小的力：1 dyn = 10⁻⁵ N。磅达（英制绝对单位）很少使用。原子/普朗克力用于量子尺度。

• 1 dyn = 1 g·cm/s²
• 磅达 = 1 lb·ft/s²（绝对单位）
• 原子单位 ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• 普朗克力 ≈ 1.2×10⁴⁴ N

第一定律：物体抵抗状态的改变（惯性）。第二定律：F=ma 将其量化。第三定律：每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。

• 定律 1：无合力 → 无加速度
• 定律 2：F = ma（定义了牛顿）
• 定律 3：作用力-反作用力对
• 这些定律预测所有经典运动

力以矢量方式组合，而非简单相加。两个 10 N 的力成 90° 角，合力为 14.1 N（√200），而不是 20 N。

• 需要大小 + 方向
• 垂直力使用勾股定理
• 平行力直接相加/相减
• 平衡：合力 = 0

四种基本力统治宇宙：引力、电磁力、强核力、弱核力。其他一切都是它们的组合。

• 引力：最弱，无限范围
• 电磁力：电荷、化学
• 强力：将夸克结合在质子中
• 弱力：放射性衰变

建筑物承受巨大的力：风力、地震、载荷。柱、梁的设计承受 kN 到 MN 等级的力。

• 桥梁缆索：100+ MN 张力
• 建筑物柱子：1-10 MN 压力
• 摩天大楼上的风力：50+ MN 侧向力
• 安全系数通常为 2-3 倍

火箭推力以兆牛顿（meganewtons）计量。飞机引擎产生千牛顿（kilonewtons）的力。在逃离引力时，每一牛顿都很重要。

• 土星五号（Saturn V）：35 MN 推力
• 波音（Boeing）747 引擎：每个 280 kN
• 猎鹰9号（Falcon 9）：升空时 7.6 MN
• 国际空间站（ISS）再推进：0.3 kN（持续）

扭矩扳手、液压系统、紧固件都以力来评级。对安全和性能至关重要。

• 汽车轮胎螺母：100-140 N·m 扭矩
• 液压机：10+ MN 容量
• 螺栓张力：通常在 kN 范围
• 弹簧常数以 N/m 或 kN/m 为单位

除以 10 估算：100 N ≈ 10 kgf（精确值：10.2）

• 1 kgf = 9.81 N（精确值）
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• 快速：N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N。将 N 除以 4.5 得到 lbf。

• 1 lbf = 4.448 N（精确值）
• 100 N ≈ 22.5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• 心算：N ÷ 4.5 → lbf

1 N = 100,000 达因。只需将小数点移动 5 位。

• 1 dyn = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyn
• CGS 转 SI：×10⁻⁵
• 今天很少使用

土星五号（Saturn V）火箭推力：35 MN。转换为磅力。

35 MN = 35,000,000 N。1 N = 0.22481 lbf。35M × 0.22481 = 787 万 lbf

70 公斤的人。在地球 vs 火星（g = 3.71 m/s²）上的重量？

地球：70 × 9.81 = 686 N。火星：70 × 3.71 = 260 N。质量相同，重量为 38%。

桥梁缆索支撑 500 吨。张力是多少 MN？

500 公吨 = 500,000 公斤。F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

下颚的咬肌能产生 400 N 的咬合力（900 lbf）。鳄鱼：17 kN。已灭绝的巨齿鲨：180 kN — 足以压碎一辆汽车。

跳蚤跳跃时的力量只有 0.0002 N，但加速度高达 100g。它们的腿是储存能量的弹簧，释放速度比肌肉收缩更快。

在黑洞附近，潮汐力会将你拉伸：脚部感受到的力比头部多 10⁹ N。这被称为“面条化”。你会被逐个原子撕裂。

月球的引力在地球海洋上产生 10¹⁶ N 的潮汐力。地球以 2×10²⁰ N 的力拉回月球 — 但月球每年仍逃逸 3.8 厘米。

蜘蛛丝在约 1 GPa 的应力下断裂。一条截面积为 1 mm² 的丝线可以承受 100 公斤（980 N）— 按重量计算比钢铁更强。

AFM 能感觉到低至 0.1 纳米牛顿（10⁻¹⁰ N）的力。可以检测到单个原子的凸起。就像从轨道上感觉到一粒沙。

牛顿发表《自然哲学的数学原理》，用 F = ma 和三大运动定律定义了力。

皮埃尔·布格（Pierre Bouguer）测量山脉上的引力，注意到地球引力场的变化。

卡文迪什使用扭力天平称量地球，测量质量之间的引力。

英国协会将“达因”（CGS 单位）定义为 1 g·cm/s²。后来，牛顿被 SI 采用。

国际计量大会（CGPM）将牛顿定义为 SI 系统中的 kg·m/s²。取代了旧的 kgf 和技术单位。

SI 在全球正式采用。牛顿成为科学和工程的通用力单位。

发明了原子力显微镜，可检测皮牛顿级的力。彻底改变了纳米技术。

SI 重新定义：牛顿现在由普朗克常数推导而来。基本上是精确的，没有实物标准器。

质量（kg）是物质的量；重量（N）是该质量上的引力。质量保持不变；重量随引力而变。你在月球上的重量是 1/6，但质量相同。

牛顿是绝对的 — 不依赖于引力。kgf/lbf 假设在地球引力（9.81 m/s²）下。在月球或火星上，kgf/lbf 会是错误的。牛顿在宇宙任何地方都适用。

普通人：400 N 的推力，500 N 的拉力（短时爆发）。训练有素的运动员：1000+ N。世界级硬举：约 5000 N（约 500 kg × 9.81）。咬合力：平均 400 N，最大 900 N。

Kip = 1000 lbf（千磅力）。美国结构工程师使用 kip 来表示桥梁/建筑物的载荷，以避免写大数字。50 kips = 50,000 lbf = 222 kN。

很少。达因（CGS 单位）出现在旧教科书中。现代科学使用毫牛顿（mN）。1 mN = 100 dyn。CGS 系统除了在某些专业领域外已经过时。

重量就是力。公式：F = mg。例如：70 公斤的人 → 在地球上是 70 × 9.81 = 686 N。在月球上是：70 × 1.62 = 113 N。质量（70 公斤）不变。