力の単位と換算値
| 単位 | 記号 | ニュートン換算 |
|---|---|---|
| ニュートン | N | 1 N基準単位 |
| キロニュートン | kN | 1,000 N |
| 重量キログラム | kgf | 9.80665 N |
| 重量ポンド | lbf | 4.44822 N |
| ダイン | dyn | 0.00001 N |
| 重量オンス | ozf | 0.278014 N |
| 重量トン | tf | 9,807 N |
よくある質問
1 キログラムは何ニュートンですか。
キログラムはニュートンではありません、質量です。ただし標準重力のもとでは 9.80665 ニュートンの重さになり、それがそのまま 1 重量キログラムです。体重 70 kg の人は床を 686.5 ニュートンで押していることになります。月面では同じ質量が 114 ニュートン、6 分の 1 しか押しません。質量は 1 グラムも変わらないのにです。
はかりはなぜキログラムを表示するのですか。
力を測ったうえで、表示する前に 9.80665 で割っているからです。ロードセルが知っているのは自分を押しつぶす力だけで、表示のほうが地球の重力を前提にしています。だからヨーロッパで校正されたはかりは赤道でわずかにずれます。重力加速度が極の 9.83 に対して赤道では 9.78 だからです。月面なら 6 倍ずれることになります。
締付トルクは N·m と kgf·m のどちらで示しますか。
近年の文書はニュートンメートルですが、古い取扱説明書や日本製イタリア製の一部の機材はいまも重量キログラムメートルを用います。1 kgf·m は 9.80665 N·m にあたり、10 kgf·m のトルクは 98 N·m を要します。アメリカのトルクレンチはポンドフィート目盛りで、1 ポンドフィートは 1.3558 N·m ですから、50 lbf·ft は 67.8 N·m です。
2 トンのジャッキはどれだけの力ですか。
19.6 キロニュートンです。ジャッキやプレス、チェーンブロックのトン表示は重量トンで、1 重量トンは 1,000 重量キログラム、すなわち 9.80665 キロニュートンにあたります。20 トンと表示された工場用プレスは 196 kN を出すことになります。落とし穴は北米にあります。あちらの短トンは力として 2,000 重量ポンド、つまり 8.896 キロニュートンですから、同じ 20 tons のプレスでも 178 kN しか出ません。同じ数字でヨーロッパ製より 9 パーセント低いのです。
持ち上げられない車をなぜ押せるのですか。
車を止めているのは重さではなく転がり抵抗だからです。1,500 キログラムの車の重さは 14.7 キロニュートンですが、平地で空気圧の足りたタイヤなら、その 1 から 1.5 パーセントで動きつづけます。150 から 220 ニュートン、15 から 22 キログラムを持ち上げる程度の力です。動かしはじめるほうが、動かしつづけるより重くなります。5 パーセントの坂では重さの 5 パーセント、735 ニュートンが加わります。だから制動の甘い車はひとりでに転がりだし、追いつけなくなるのです。
ニュートンはまだ七十五歳
力の単位がこの名を得たのは 1948 年、第 9 回国際度量衡総会でのことです。それ以前の技術者は重量キログラムで計算していました。戦前の工場図面が kgf で書かれ、今日の図面が N で書かれているのはそのためです。ニュートンは基本単位ではなく組み立てで、1 キログラムメートル毎秒毎秒、つまり 1 キログラムを毎秒あたり毎秒 1 メートルずつ加速させる力にあたります。
一方ダインは、思いがけないところで生き延びています。10 マイクロニュートンにすぎず機械では役に立ちませんが、表面張力は印刷やプラスチックフィルムの表面処理でいまもダイン毎センチメートルで表されます。インキが弾かれずに乗るには、フィルムがおよそ 38 ダイン毎センチメートルに達している必要があり、印刷業者向けの試験ペンにはこの目盛りが刻まれています。1 ダイン毎センチメートルは 1 ミリニュートン毎メートルです。値は変わっておらず、持ちこたえたのは業界の言葉だけです。