达因转牛顿:走出 CGS 的五位小数之桥
这个换算在做什么
达因是让一克获得每秒一厘米每二次方秒加速度的力;牛顿对一千克和每秒一米每二次方秒做同样的事。把两个定义摆在一起,倍率就直接掉出来,因为一千克乘一百厘米正好是十万。所以一达因是 0.00001 牛顿。这个数字不是测出来的——它是定义的直接结果,所以这套算术在任何量级上都不会引入舍入误差。
达因至今还印在哪里
表面张力以每厘米多少达因列表,因为那些数字表现良好:室温下的水接近 72,常见液体的表格读起来就是一列两位数。电泳和大量二十世纪中期的生理学也以达因报出数据,理由与当年的装置用厘米和克搭建相同,而那些论文至今仍被引用,并没有被改写。单位是旧的,但它背后的测量还活着,仪器规格往往会把两种单位都列上。
达因转牛顿换算表
真实工作中会出现的力,从毛细管弯月面的拉力到小型电动机的推力,每个都用两种单位写出,让那五位的平移一目了然。
| 达因 (dyn) | 牛顿 (N) |
|---|---|
| 1 | 0.00001 |
| 100 | 0.001 |
| 1000 | 0.01 |
| 10000 | 0.1 |
| 100000 | 1 |
| 1000000 | 10 |
倍率为什么是一个十的幂
每个单位在各自体系里都是自洽的——厘米-克-秒制用克和厘米搭出力,米-千克-秒制用千克和米搭出力。牛顿第二定律在两个体系里是同一个方程,所以比值就是两处尺度变化之积,1000 乘 100。这个计算里没有任何实验介入,倍率是构造上就精确的。
五位,和一次不花代价的核对
把小数点向左移五位:1000 达因变成 0.01 牛顿,250000 达因变成 2.5 牛顿。以千计的达因值永远是一个牛顿的零头,而同一个力用牛顿写出来,总比用达因写少五位数字。
常见问题
一牛顿里有多少达因?
精确地是 100000。牛顿由千克和米定义,达因由克和厘米定义,两个定义之间的比值就是一千克乘一百厘米,于是达因落在一个牛顿的十万分之一上。
表面张力表为什么还在用达因?
因为数字更友好。室温下水的表面张力约为 72 达因每厘米,常见液体的表格因此能停留在两位数里。改写成每米牛顿,同样的数字变成 0.072,正确,但顺着列扫读要难得多。
达因现在还是被承认的单位吗?
它不属于国际单位制,但仍然被定义着,也仍在使用。它所属的厘米-克-秒制在几十年里是物理学的通用标准,它的力单位存活在表面科学、较早的文献和相当数量的仪器数据表里。
怎么把 1950 年代论文里的力读成现代单位?
把印出的数字乘以 0.00001,或者把小数点左移五位。一篇报告收缩力为 3000 达因的论文,描述的是 0.03 牛顿,大约三克力——对于那些作者所用的肌肉标本,这是一个合理的尺度。
换算器会对结果取整吗?
乘的是一个精确的十的幂,所以算术本身没有什么可取的。当完整的小数展开会是一长串前导零时,很小的答案会用指数形式写出,这样每一位有效数字都能留在屏幕上。