公斤和牛頓之間的關係

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介紹

公斤和牛頓的單位在用途上無處不在，但它們用於測量與物理學主題相關的截然不同的方面。然而，為了瞭解公斤和牛頓單位之間的關係，需要了解單位的概念。單位被認為是一種始終用於定義多種物理量的測量標準的工具。它用於指定形成標準值關係的功能。在許多科學實驗中，單位的概念對於假設所用多個量之間的關係至關重要。

單位的定義

單位定義為作為測量物理量的一部分而使用的固定或標準方面。它們與之相關聯的幾種形式，增加了同類產品 (Haug, 2022) 的單位值。

然而，這種數量級被法律採用，並有助於提供相同種類材料的測量。值由單位的使用決定。單位用於測量多個方面，例如重量、長度、容量、溫度和時間 (Haug, 2018)。

單位可以更好地表示為：物理量 = (數值) * (單位)。

關於重量的公斤定義

根據國際單位制 (SI 單位)，千克或 (kg) 是一個用於測量與物體相關的質量的單位。這個用於測量質量的單位是物理學領域中發現的七個基本單位之一 (Newell & Tiesinga, 2019)。有趣的是，基本單位 kg 是一個獨立的量。公斤在公制系統中用作基本單位，1000 克決定 1 公斤。

牛頓單位的定義

牛頓單位對物理學領域來說非常具體，因為它用於確定力的測量。這種力需要為相關物體提供加速度 (Splashlearn.com, 2022)。在物理學領域，在不違反任何原則的情況下，每個單位都與其他單位相關聯，這得益於在多種單位之間進行的轉換。然而，它也被定義為使質量為 1 公斤的物體以 1 m/s² 的速度在特定方向上加速的力。此方向需要與施加力的方向相同。據觀察，1 牛頓被確定等於 100,000 達因 (Thoughtco.com, 2022)。需要注意的是，達因是 (CGS) 或釐米-克-秒單位制中的力單位，而“牛頓”被認為是測量力概念的 SI 單位。

牛頓的單位也可以表示為：1N = 10⁵ 達因。

公斤單位和牛頓單位之間的關係

公斤和牛頓的單位在物理學領域內彼此錯綜複雜地相關。在定義公斤和牛頓之間的關係之前，需要認識到力的定義。力被定義為施加在物體上的強度或能量或拉力或推力，導致相關物體改變其位置 (Lexico.com, 2022)。位置的變化也可以表示為速度的變化。力的公式是：質量乘以加速度。此公式可以表示為：1 牛頓 = 1 公斤 x 1 米/秒²。因此，可以說牛頓的單位與公斤的單位成正比 (Cuemath.com, 2022)。然而，此條件僅適用於相關物體被認為具有可忽略的質量或質量小於牛頓單位的力 (Unitconverters.net, 2022) 的情況。這會導致牛頓的測量值降低。此外，如果物體被認為很重，則所需的力也會更大。

圖 1：公斤和牛頓之間的關係

公斤單位轉換為牛頓單位

公斤轉換為牛頓取決於提供標準測量，以確定與物體相關的力和質量方面 (Calcresource.com, 2022)。然而，公斤和牛頓之間的關係是：1 N = 公斤 * 米/秒²。N 到公斤的轉換確定為：1 N = 0.10197 公斤，而公斤到牛頓的轉換分別確定為：1 公斤 = 9.81 牛頓。

圖 2：公斤和牛頓的轉換

數學示例

在數學上表達質量和力或公斤和牛頓的方面之間的關係可以透過數學表示式的支援來最好地定義。例如，如何用公斤表示重量為 40 牛頓的物體的質量。然而，這很容易說明為：公斤和牛頓的關係是 1 公斤 = 9.81 牛頓，**因此，1 牛頓等於 0.102 公斤。這導致 40 牛頓等於 40 * 0.102 公斤**。因此，答案是 4.077 公斤。

圖 3：公斤和牛頓的轉換

結論

在本教程中，闡述了一個深入的理念，該理念確定了公斤和牛頓單位之間的關係。這兩個單位都被認為是分別提供質量和力測量的標準。

常見問題

Q1. N 在哪個系統中定義？

答：N 由 SI 或“國際單位制”系統定義。此單位用於計算力。

Q2. 1N 的定義是什麼？

答：1N 的力可以定義為質量為 1kg 的物體，具有 1m/s² 的加速度。但是，物體的質量被認為是可以忽略不計的。

Q3. 1kg 在牛頓單位中的值是多少？

答：1kg 的值定義為物理學領域中 9.8 牛頓或牛頓單位。