ما هي وحدة قياس نيوتن؟

تُعتبر وحدة النيوتن (N) الوحدة المُعتمَدة لقياس القوة في النظام الدولي للوحدات (SI). إنها واحدة من أهم الوحدات في الفيزياء والهندسة لأنها تربط مباشرة بين القوة والكتلة والحركة.

سُميت هذه الوحدة تخليداً لاسم العالم الإنجليزي السير إسحاق نيوتن، الذي صاغ قوانين الحركة وقانون الجاذبية العام.

التعريف العلمي لـ “النيوتن” (F=ma)

يُعرَّف النيوتن ببساطة بأنه:

مقدار القوة المطلوبة لإكساب جسم كتلته 1 كيلوغرام (kg) تسارعاً قدره 1 متر في الثانية المربعة (m/s²).

لهذا السبب، فإن قانون نيوتن الثاني للحركة هو الأساس الرياضي المباشر لهذه الوحدة.

• الصيغة الرياضية: القوة = الكتلة × التسارع F = m * a

بناءً على هذا، يمكن التعبير عن الوحدة بالصيغ التالية: 1 N = 1 kg·m/s²

النيوتن مقابل وحدات القوة الأخرى

لفهم حجم “النيوتن الواحد”، يمكن مقارنته بوحدات أخرى شائعة:

• نظام (CGS): 1 نيوتن = 100,000 داين (Dyne).
• النظام الإمبراطوري: 1 نيوتن ≈ 0.2248 رطل-قوة (lbf).
• قوة الجاذبية (الوزن): الجسم الذي كتلته 1 كيلوغرام يمتلك وزناً (قوة جذب) يعادل 9.8 نيوتن تقريباً على سطح الأرض.

من هو السير إسحاق نيوتن؟

السير إسحاق نيوتن (1642 – 1727) هو عالم فيزياء ورياضيات وفلك إنجليزي، ويُعتبر أحد أكثر العلماء تأثيراً في التاريخ.

رغم بدايته في دراسة القانون، سرعان ما تحول شغفه إلى العلوم. خلال حياته، قدم نيوتن إسهامات ثورية غيّرت فهمنا للكون، وأهمها:

• قوانين الحركة: صياغة القوانين الثلاثة التي تحكم حركة الأجسام.
• قانون الجاذبية العام: اكتشاف وشرح قوة الجاذبية بين الأجسام.
• علم البصريات: أثبت أن الضوء الأبيض يتكون من طيف من الألوان.
• حساب التفاضل والتكامل: يُنسب إليه الفضل (بالتشارك مع لايبنتز) في اكتشاف هذا الفرع الأساسي من الرياضيات.

جمع نيوتن أعماله الأهم في كتابه الأيقوني “الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية” (Principia Mathematica)، الذي يُعد حجر الزاوية في الفيزياء الكلاسيكية.

ما هي قوانين نيوتن الثلاثة للحركة؟

قوانين نيوتن هي التي تعطي “وحدة النيوتن” معناها وسياقها.

(H3) القانون الأول: القصور الذاتي (Inertia)

ينص على أن الجسم يبقى في حالته (سواء كان ساكناً أو متحركاً بسرعة ثابتة في خط مستقيم) ما لم تؤثر عليه قوة خارجية غير متوازنة تُغير من هذه الحالة.

(H3) القانون الثاني: القوة والتسارع (F=ma)

(هذا هو القانون الذي يعرّف النيوتن). ينص على أن تسارع الجسم (a) يتناسب طردياً مع القوة (F) المؤثرة عليه، وعكسياً مع كتلته (m). هذا يعني أن القوة الكبيرة تسبب تسارعاً كبيراً، والكتلة الكبيرة تقاوم التسارع.

(H3) القانون الثالث: الفعل ورد الفعل

ينص على أن “لكل فعل رد فعل، مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه”. أي عندما يؤثر جسم بقوة على جسم آخر، فإن الجسم الثاني يؤثر بقوة مساوية ومعاكسة على الجسم الأول.

مضاعفات وأجزاء وحدة النيوتن

مثل أي وحدة في النظام الدولي (SI)، يمكن استخدام “البادئات” (Prefixes) للتعبير عن قيم كبيرة جداً أو صغيرة جداً من النيوتن:

• كيلونيوتن (kN): 1 kN = 1,000 نيوتن (يُستخدم في الهندسة لقياس قوة تحمل المباني).
• جيجانيوتن (GN): 1 GN = 1,000,000,000 نيوتن (يُستخدم في قياسات فلكية أو قوى هائلة).
• ميللي نيوتن (mN): 1 mN = 0.001 نيوتن.
• ميكرونيوتن (μN): 1 μN = 0.000001 نيوتن (يُستخدم لقياس القوى الدقيقة جداً).
• سنتينيوتن (cN): 1 cN = 0.01 نيوتن.
• ديسينيوتن (dN): 1 dN = 0.1 نيوتن.

أسئلة شائعة حول وحدة النيوتن

(س1) وحدة نيوتن ماذا تقيس؟ تقيس وحدة النيوتن القوة (Force). هذا يشمل أي “دفع” أو “سحب”، مثل قوة الجاذبية (الوزن)، أو قوة محرك، أو قوة احتكاك.

(س2) كم يساوي 1 نيوتن بالكيلوغرام (kg)؟ هذا سؤال شائع ولكنه خاطئ من الناحية الفنية. النيوتن يقيس القوة (الوزن)، بينما الكيلوغرام يقيس الكتلة. لكن على سطح الأرض، الجسم الذي كتلته 1 كغ يتعرض لقوة جاذبية (وزن) تبلغ حوالي 9.8 نيوتن.

(س3) ما هو قانون الجاذبية الذي اكتشفه نيوتن؟ قانون الجاذبية العام لنيوتن (وليس قانون الحركة الثاني) هو صيغة مختلفة تصف القوة بين كتلتين (M1 و M2) تفصل بينهما مسافة (r).
صيغته هي F = G (M₁ × M₂) / r²، حيث G هو ثابت الجاذبية العام.