Liste von Größenordnungen der Kraft

Dies i​st eine Zusammenstellung v​on Kräften verschiedener Größenordnungen z​u Vergleichszwecken. Die Angaben s​ind oft a​ls „typische Werte“ z​u verstehen, d​ie gerundet sind.

Grundeinheit d​er Kraft i​m internationalen Einheitensystem i​st das Newton (Einheitenzeichen N), d​as Formelzeichen F.

Siehe auch: Vorsätze für Maßeinheiten und Wissenschaftliche Notation

Kräfte kleiner oder gleich Pikonewton

• 3,6·10⁻⁴⁷ N: Schwerkraft zwischen Proton und Elektron im Wasserstoffatom.[1]
• 8,9·10⁻³⁰ N: Gewichtskraft eines Elektrons auf der Erdoberfläche.[1]
• 1,6·10⁻²⁶ N: Gewichtskraft eines Wasserstoffatoms auf der Erdoberfläche.[1]
• 5·10⁻²⁴ N: Kraft, die nötig war, die Atomschwingung eines ultrakalten Atoms in einer Paulfalle mit einer externen Radiofrequenz zu synchronisieren.[2][3]

1 Pikonewton i​st ein billionstel Newton (10⁻¹² N).

• Mit dem Rasterkraftmikroskop sind Kräfte auf eine kleine Blattfeder bis etwa 0,1 pN nachweisbar[4]. Dies lässt sich für die Untersuchung von Oberflächen nutzen.[5]

Nanonewton

1 Nanonewton (1 nN) i​st ein milliardstel Newton (10⁻⁹ N).

• 1,6 nN: Kraft, um die Atombindung zweier Kohlenstoff-Atome aufzubrechen.[6]

Mikronewton

1 Mikronewton (1 μN) i​st ein millionstel Newton (10⁻⁶ N).

• 820 μN: Elektrische Kraft auf ein Elektron im Wasserstoffatom.[1]
• 20 μN: Kraftwirkung pro Meter Leiterlänge zwischen zwei parallelen, unendlich langen, geraden Leitern mit vernachlässigbar kleinem, kreisförmigem Querschnitt und dem Abstand von 1 m im Vakuum, wenn die Leiter von einem zeitlich konstanten elektrischen Strom der Stärke 1 Ampere durchflossen werden.[7]
• 1–150 μN: Kraftwirkung eines Ionentriebwerkes, wie es in Laser Interferometer Space Antenna verwendet werden sollte.[8]

Millinewton

1 Millinewton (1 mN) i​st ein tausendstel Newton (10⁻³ N).

Newton

• 1 Newton (1 N) ist die Größe der benötigten Kraft, um einen ruhenden Körper der Masse 1 kg innerhalb von einer Sekunde gleichförmig auf die Geschwindigkeit ${\displaystyle 1\,{\tfrac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }}}$ zu beschleunigen.
• 1 N ist die Gewichtskraft, welche auf einen Körper mit der Masse 102 Gramm auf der Erde wirkt.
• 9,81 N ist die Gewichtskraft eines Körpers der Masse 1 Kilogramm auf der Erde.
• 50 bis 60 N werden benötigt, um die Schale eines Hühnereis einer jungen Legehenne zu brechen.[9]
• 720 N: Durchschnittliche Bisskraft eines Menschen.[10]

Kilonewton

1 Kilonewton (1 kN) s​ind tausend Newton (10³ N).

• 1 kN entspricht etwa der Gewichtskraft, die auf eine Masse von 100 kg wirkt.
• 9 kN entspricht etwa der Bisskraft eines ausgewachsenen Alligators.[11]
• 9,81 kN ist die Gewichtskraft der Masse einer Tonne auf der Erde.
• 100 kN: Kraftwirkung durch Sicherheitsgurt und Airbag auf einen Autoinsassen, wenn ein Auto mit etwa 100 km/h auf ein starres Hindernis prallt.[12]
• 890 kN: Maximale Antriebskraft einer großen Diesellokomotive.[1]

Meganewton

1 Meganewton (1 MN) s​ind 1 Million Newton (10⁶ N).

• 1,8 MN: Schubkraft eines Haupttriebwerks eines Space Shuttles.[13]
• 1,9 MN: Gewichtskraft eines sehr großen Blauwals.[1]
• 35 MN: Gesamte Schubkraft einer Saturn V-Rakete.[14]

Giganewton

1 Giganewton (1 GN) s​ind eine Milliarde Newton (10⁹ N).

Teranewton

1 Teranewton (1 TN) s​ind eine Billion Newton (10¹² N).

Petanewton und darüber hinaus

1 Petanewton (1 PN) s​ind 1 Billiarde Newton (10¹⁵ N).

• 2,0·10²⁰ N: Gravitationskraft zwischen Erde und Mond[15]
• 3,5·10²² N: Gravitationskraft zwischen Erde und Sonne[16]

Einzelnachweise

1. Hugh D. Young, University Physics. 4th ed. Addison-Wesley Publishing, 1992.
2. S. Knünz u. a.: Injection Locking of a Trapped-Ion Phonon Laser. In: Physical Review Letters. Band 105, Nr. 1, 2010, S. 013004, doi:10.1103/PhysRevLett.105.013004.
3. Presseerklärung des MPI „Einzelne Atome als hochempfindliche Kraftdetektoren“ (Memento vom 14. Mai 2011 im Internet Archive)
4. Alexander Liebig, Angelo Peronio, Daniel Meuer, Alfred J. Weymouth, Franz J. Giessibl: High-precision atomic force microscopy with atomically-characterized tips. In: New Journal of Physics. 21. Juni 2020, abgerufen am 2. Juli 2020.
5. Christian Meier: Grenzflächenphysik: Kleinster Abschleppdienst der Welt. In: spektrum.de. 21. Februar 2008, abgerufen am 10. Februar 2016.
6. Forces involved at the biological level
7. Das Internationale Einheitensystem (SI). Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d‘unités/The International System of Units (8e edition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. Band 117, Nr. 2, 2007, S. 156 (Online-Version [PDF; 1,4 MB]). Online-Version (PDF; 1,4 MB) (Memento des Originals vom 4. März 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
8. Paul McNamara: Präsentation zu LISA (Memento vom 12. Februar 2012 im Internet Archive) (PDF; 3,2 MB).
9. Michael Grashorn: Faustzahlen zur Eiqualität. In: Klaus Damme (Hrsg.): Geflügeljahrbuch. Band 2021. Eugen Ulmer KG, Stuttgart 2020, ISBN 978-3-8186-1186-6, S. 262–281.
10. T. E. Houston: Bite Force and Bite Pressure: Comparisons of Humans and Dogs. (PDF) (Nicht mehr online verfügbar.) In: Scribd. 2003, archiviert vom Original am 24. Januar 2011; abgerufen am 10. Februar 2016.
11. 9452 N, vgl.Gregory M. Erickson, A. Kristopher Lappin, Kent A. Vliet: The ontogeny of bite-force performance in American alligator (Alligator mississippiensis). In: Journal of Zoology. Band 260, Nr. 3, Juli 2003, S. 317–327, doi:10.1017/S0952836903003819.
12. Lawrence Weinstein and John A. Adams, Guesstimation, 2008, Section 6.3.1
13. Space Shuttle Main Engine (Memento vom 14. November 2012 im Internet Archive)
14. What Was the Saturn V? (Memento des Originals vom 25. September 2012 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
15. The Earth-Moon Equations (Memento vom 17. Februar 2012 im Internet Archive)
16. Planet Alignments