Funt (siła)

Siła funta
Siła funta
System jednostkowy	Angielskie jednostki inżynierskie , brytyjski system grawitacyjny
Symbol	funt siły
Konwersje
1 funt siły w...	... jest równe ...
Jednostki SI	4.448222 N
Jednostki CGS	444822,2 dyn
Absolutny system angielski	32.17405 pdl

Funt siły lub funt-siła ( symbol: lbf , czasami lbf _, ,) to jednostka siły używana w niektórych systemach miar w tym w angielskich jednostkach inżynierskich i systemie stopa-funt-sekunda .

Funta siły nie należy mylić z funtem-masą (lb), często nazywanym po prostu funtem , który jest jednostką masy , ani też nie należy ich mylić z funtem stopy (ft⋅lbf), jednostką energii lub funtem- stopa (lbf⋅ft), jednostka momentu obrotowego.

Definicje

Funt-siła jest równa sile grawitacji wywieranej na masę jednego avoirdupois funta na powierzchni Ziemi . Od XVIII wieku jednostka była używana w pomiarach o niskiej precyzji, przy których można bezpiecznie pominąć niewielkie zmiany grawitacji Ziemi (które wahają się od równika do bieguna nawet o pół procenta).

Wiek XX przyniósł jednak potrzebę dokładniejszej definicji, wymagającej znormalizowanej wartości przyspieszenia ziemskiego.

Produkt funta avoirdupois i standardowej grawitacji

Funt-siła jest iloczynem jednego funta avoirdupois ( dokładnie 0,45359237 kg) i standardowego przyspieszenia ziemskiego , 9,80665 m/s ² (32,174049 ft/s ² ).

Standardowe wartości przyspieszenia standardowego pola grawitacyjnego ( g _n ) i międzynarodowego funta avoirdupois (lb) dają funt-siłę równą 4,4482216152605 N.

{\ Displaystyle {\ rozpocząć {wyrównane} 1 \, {\ tekst {lbf}} & = 1 \, {\ tekst {lb}} \ razy g _ {\ tekst {n}} \\& = 1 \, {\ tekst{lb}}\times 9,80665\,{\tfrac {\text{m}}{{\text{s}}^{2}}}/0,3048\,{\tfrac {\text{m}}{\ text{ft}}}\\&\około 1\,{\text{lb}}\times 32,174049\,\mathrm {\tfrac {ft}{s^{2}}} \\&\około 32,174049\, \mathrm {\tfrac {ft{\cdot}lb}{s^{2}}} \\1\,{\text{lbf}}&=1\,{\text{lb}}\times 0,45359237\, {\tfrac {\text{kg}}{\text{lb}}}\times g_{\text{n}}\\&=0,45359237\,{\text{kg}}\times 9,80665\,{\tfrac {\text{m}}{{\text{s}}^{2}}}\\&=4,4482216152605\,{\text{N}}\end{wyrównane}}}

Definicję tę można przeformułować w kategoriach ślimaka . Pocisk ma masę 32,174049 funtów. Funt-siła to siła potrzebna do przyspieszenia pocisku z szybkością 1 ft/s ² , więc:

{\ Displaystyle {\ rozpocząć {wyrównane} 1 \ {\ tekst {lbf}} i = 1 \, {\ tekst {ślimak}} \ razy 1\,{\tfrac {\text{ft}}{{\text{s}}^{2}}}\\&=1\,{\tfrac {{\text{slug}}\cdot {\text {ft}}}{{\text{s}}^{2}}}\end{wyrównane}}}

Konwersja na inne jednostki

Jednostki siły
	niuton	dyna	kilogram-siła , kilopond	siła funta	funt
1 p	≡ 1 kg⋅m/s ²	= 10 ⁵ dyn	≈ 0,10197 kp	≈ 0,22481 funta siły	≈ 7,2330 pdl
1 dyn	= 10 ^–5 N	≡ 1 g⋅cm/s ²	≈ 1,0197 × 10-6 ^_ kp	≈ 2,2481 × 10-6 ^funtów siły	≈ 7,2330 × 10-5 ^_ pdl
1 kp	= 9,80665 N	= 980665 dyn	≡ g _n × 1 kg	≈ 2,2046 funta siły	≈ 70.932 pdl
1 funt siły	≈ 4,448222 N	≈ 444822 dyn	≈ 0,45359 kp	≡ g _n × 1 funt	≈ 32,174 pdl
1 pdl	≈ 0,138255 N	≈ 13825 dyn	≈ 0,014098 kp	≈ 0,031081 funta siły	≡ 1 funt⋅ stopa /s ²
Wartość g _n używana w oficjalnej definicji siły kilograma (9,80665 m/s ² ) jest tutaj używana dla wszystkich jednostek grawitacyjnych.

Systemy jednostek stopa-funt-sekunda (FPS).

W niektórych kontekstach termin „funt” jest używany prawie wyłącznie w odniesieniu do jednostki siły, a nie jednostki masy. W tych zastosowaniach preferowaną jednostką masy jest bryła, tj. lbf⋅s ² /ft. W innych kontekstach jednostka „funt” odnosi się do jednostki masy . Międzynarodowy standardowy symbol funta jako jednostki masy to lb.

Trzy podejścia do jednostek masy i siły lub ciężaru
Baza	Siła		Waga		Masa
II zasada ruchu	$.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px} m = fa / za$		$fa = W \cdot za / g$		$fa = m \cdot za$
System	BG	GM	EE	M	AE	CGS	MTS	SI
Przyspieszenie ( a )	stopy/s ²	m/s ²	stopy/s ²	m/s ²	stopy/s ²	Gal	m/s ²	m/s ²
Masa ( m )	ślimak	hył	masa funta	kilogram	funt	gram	tona	kilogram
Siła ( F ), ciężar ( W )	funt	kilostaw	siła funta	kilostaw	funt	dyna	sthene	niuton
Ciśnienie ( p )	Funt na cal kwadratowy	atmosfera techniczna	funt-siła na cal kwadratowy	standardowa atmosfera	funt na stopę kwadratową	barye	piez	pascal

W systemach „inżynieryjnych” (środkowa kolumna) ciężar jednostki masy (funt-masa) na powierzchni Ziemi jest w przybliżeniu równy jednostce siły (funt-siła). Jest to wygodne, ponieważ jeden funt masy wywiera siłę jednego funta z powodu grawitacji. Należy jednak zauważyć, że w przeciwieństwie do innych systemów jednostka siły nie jest równa jednostce masy pomnożonej przez jednostkę przyspieszenia - użycie drugiego prawa Newtona , F = m ⋅ a , wymaga innego współczynnika, g _c , zwykle przyjmowanego jako 32,174049 ( lb⋅ft)/(lbf⋅s ² ). Systemy „absolutne” są spójnymi systemami jednostek: używając ślimaka jako jednostki masy, „grawitacyjny” system FPS (lewa kolumna) unika potrzeby stosowania takiej stałej. SI jest „absolutnym” systemem metrycznym, w którym jednostkami podstawowymi są kilogram i metr .

Funt ciągu

Termin funt ciągu jest alternatywną nazwą siły funta w określonych kontekstach. Jest często spotykany w amerykańskich źródłach dotyczących silników odrzutowych i rakiet, z których niektóre nadal używają notacji FPS. Na przykład ciąg wytwarzany przez każdy z dwóch dopalaczy rakiet na paliwo stałe w promie kosmicznym wynosił 3 300 000 funtów siły (14,7 MN ), razem 6 600 000 funtów siły (29,4 MN).

Zobacz też

Funt na stopę (energia)
Tona-siła
Kip (jednostka)
Masa w ogólnej teorii względności
Masa w szczególnej teorii względności
Masa w stosunku do wagi dla różnicy między dwiema właściwościami fizycznymi
Niuton
Funt
Funty na cal kwadratowy , jednostka ciśnienia

Uwagi i odniesienia

Źródła ogólne

Obert, Edward F. (1948). Termodynamika . Nowy Jork: DJ Leggett Book Company. Rozdział I „Przegląd wymiarów i jednostek”, s. 1-24.