Фунт (сила)

Найдите фунт-сила или фунт в Викисловаре, бесплатном словаре.

Фунт-сила
Система единиц	Английские инженерные подразделения , Британская гравитационная система
Символ	фунт-сила
Конверсии
1 фунт-сила-дюйм ...	... равно ...

Единицы СИ	4.448222 с.ш.
Единицы CGS	444 822,2 дин
Абсолютная английская система	32.17405 pdl

Фунт силы или фунт-силы (обозначение: фунт - сила , ^[1] иногда фунт _е , ^[2] ) представляет собой блок из силы , используемой в некоторых системах измерения , включая английский инженерные единица ^[а] и футофунт второй системы . ^[3] Фунт-силу не следует путать с фут-фунтом , единицей энергии, или фунт-фут , единицей крутящего момента, которую можно записать как «фунт-фут»; их также не следует путать с фунтом массы (символ: фунт), часто называемым простофунт - единица массы .

Определения [ править ]

Фунт-сила равна гравитационной силе, действующей на массу в один фунт эвердупуа на поверхности Земли . С 18 века этот прибор используется в измерениях с низкой точностью, для которых можно спокойно пренебречь небольшими изменениями силы тяжести Земли (которая варьируется от места к месту до полпроцента). ^[4]

Однако XX век потребовал более точного определения. Поэтому требовалось стандартизованное значение ускорения свободного падения.

Произведение фунта энирдупуа и стандартной силы тяжести [ править ]

Фунт-сила является произведением одного фунта эвердупуа ( точно 0,45359237 кг) и стандартного ускорения свободного падения 9,80665 м / с ² (32,174049 фут / с ² ). ^[5]^[6]^[7]

Стандартные значения ускорения стандартного гравитационного поля ( g · _n ) и международный фунт-эвердупуа (фунт) дают фунт-силу, равную 4,4482216152605 Н. ^[b]

{\begin{aligned}1\,{\text{lbf}}&=1\,{\text{lb}}\times g_{\text{n}}\\&=1\,{\text{lb}}\times 9.80665\,{\tfrac {\text{m}}{{\text{s}}^{2}}}/0.3048\,{\tfrac {\text{m}}{\text{ft}}}\\&\approx 1\,{\text{lb}}\times 32.174049\,\mathrm {\tfrac {ft}{s^{2}}} \\&\approx 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{aligned}}

Это определение можно перефразировать в терминах slug . Снаряд имеет массу 32,174049 фунтов. Фунт-сила - это сила, необходимая для ускорения снаряда со скоростью1 фут / с ² , поэтому:

{\begin{aligned}1\,{\text{lbf}}&=1\,{\text{slug}}\times 1\,{\tfrac {\text{ft}}{{\text{s}}^{2}}}\\&=1\,{\tfrac {{\text{slug}}\cdot {\text{ft}}}{{\text{s}}^{2}}}\end{aligned}}

Преобразование в другие единицы [ править ]

Единицы силы
v т е	ньютон ( единица СИ )	Дайн	килограмм-сила , килопонд	фунт-сила	фунт
1 N	≡ 1 кг⋅м / с ²	= 10 ⁵ дин	≈ 0,10197 кгс	≈ 0,22481 фунт-силы	≈ 7,2330 фунтов на кв. Дюйм
1 дин	= 10 ^–5 Н	≡ 1 г⋅см / с ²	≈ 1.0197 × 10 ^–6 кп	≈ 2,2481 × 10 ^–6 фунтов-силы	≈ 7,2330 × 10 ^–5 фунтов на кв. Дюйм
1 кп	= 9.80665 Н	= 980665 дин	≡ g _n ⋅ (1 кг)	≈ 2,2046 фунта-силы	≈ 70,932 фунтов / кв. Дюйм
1 фунт-сила	≈ 4,448222 Н	≈ 444822 дин	≈ 0,45359 кгс	≡ g _n ⋅ (1 фунт )	≈ 32,174 фунтов на кв. Дюйм
1 лей	≈ 0,138255 Н	≈ 13825 дин	≈ 0,014098 кгс	≈ 0,03 · 1081 фунт-силы	≡ 1 фунт⋅ фут / с ²
Значение g n, используемое в официальном определении килограмм-силы, используется здесь для всех гравитационных единиц.

Система единиц фут – фунт – секунда (FPS) [ править ]

В некоторых контекстах термин «фунт» используется почти исключительно для обозначения единицы силы, а не единицы массы. В этих приложениях, предпочтительная единица массы является пробковой , т.е. lbf⋅s ² / фута. В других контекстах единица «фунт» относится к единице массы . Международный стандартный символ фунта как единицы массы - фунт ^[8]

Три подхода к единицам массы и силы или веса ^[9]^[10]
v т е Основание	Сила		Масса		Масса
2-й закон движения	$m = F / а$		$F = W \cdot a / грамм$		$F = m \cdot a$
Система	BG	GM	EE	M	AE	CGS	МТС	SI
Ускорение ( а )	фут / с ²	м / с ²	фут / с ²	м / с ²	фут / с ²	Гал	м / с ²	м / с ²
Масса ( м )	слизняк	хил	фунт-масса	килограмм	фунт	грамм	тонна	килограмм
Сила ( F ), вес ( W )	фунт	килопонд	фунт-сила	килопонд	фунт	Дайн	Sthène	ньютон
Давление ( p )	фунтов на квадратный дюйм	техническая атмосфера	фунт-сила на квадратный дюйм	атмосфера	фунты на квадратный фут	Барье	пьезо	паскаль

В «инженерных» системах (средний столбец) вес единицы массы (фунт-масса) на поверхности Земли примерно равен единице силы (фунт-сила). Это удобно, потому что масса в один фунт вызывает силу тяжести в один фунт. Обратите внимание, однако, что в отличие от других систем единица силы не равна единице массы, умноженной на единицу ускорения ^[11] - использование второго закона Ньютона , F = m ⋅ a , требует другого множителя, g c , обычно принимаемого для быть 32,174049 (фунт-фут) / (фунт-сила -с ² ). «Абсолютные» системы когерентнысистемы единиц: используя снаряд в качестве единицы массы, «гравитационная» система FPS (левый столбец) позволяет избежать необходимости в такой константе. СИ является «абсолютной» метрической системой с килограммами и метром в качестве базовых единиц.

Фунт тяги [ править ]

Термин « фунт тяги» - это альтернативное название фунт-силы в определенных контекстах. Это часто встречается в американских источниках по реактивным двигателям и ракетной технике, некоторые из которых продолжают использовать обозначение FPS. Например, тяга, создаваемая каждым из двух твердотопливных ракетных ускорителей космического корабля " Шаттл ", составляет 3 300 000 фунтов силы (14,7 МН ), вместе взятые 6 600 000 фунтов силы (29,36 МН). ^[12]^[13]

См. Также [ править ]

Фут-фунт (энергия)
Тонна сила
Кип (единица)
Масса в общей теории относительности
Масса в специальной теории относительности
Масса по сравнению с весом для разницы между двумя физическими свойствами
Ньютон
Poundal
Фунтов на квадратный дюйм , единица давления

Примечания и ссылки [ править ]

^ В инженерии в Англии эту систему не использовали в течение многих лет. Эта система сегодня используется только в США.
^ Международный эвердьюпойс фунт определяется быть точно0,453 592 37 кг .

^ Стандартные буквенные символы IEEE для единиц измерения (единицы СИ, обычные дюймы-фунты и некоторые другие единицы), IEEE Std 260.1 ™ -2004 (редакция IEEE Std 260.1-1993)
^ Флетчер, Лерой S .; Шуп, Терри Э. (1978), Введение в разработку , Прентис-Холл, ISBN 978-0135018583, LCCN 77024142 .^{: 257}
^ «Масса и вес» . engineeringtoolbox.com .
^ Ускорение силы тяжести изменяется по поверхности Земли, обычно увеличиваясь от примерно 9,78 м / с² (32,1 фут / с² ) на экваторе до примерно 9,83 м / с² (32,3 фута / с² ) на полюсах.
^ BS 350: Часть 1: 1974 Коэффициенты пересчета и таблицы, Часть 1. Основа таблиц. Коэффициенты пересчета . Британский институт стандартов. 1974. стр. 43.
^ В 1901 году третья CGPM объявила (вторая резолюция), что:
Значение, принятое Международной службой мер и весов для стандартного ускорения, вызванного земным притяжением, равно 980,665 см / с ² , значение уже указано в законодательстве некоторых стран.
Это значение было общепринятым эталоном для расчета килограмм-силы , единицы силы, использование которой не рекомендуется с момента введения системы СИ.
^ Барри Н. Тейлор, Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ) , 1995,Специальная публикация NIST 811, Приложение B, примечание 24
^ IEEE Std 260.1 ™ -2004, Стандартные буквенные символы IEEE для единиц измерения (единицы СИ, обычные дюймы-фунты и некоторые другие единицы)
^ Камингс, EW (1940). «Английские инженерные единицы и их размеры». Промышленная и инженерная химия . 32 (7): 984–987. DOI : 10.1021 / ie50367a028 .
^ Клинкенберг, Адриан (1969). «Американская инженерная система единиц и ее размерная константа g _c ». Промышленная и инженерная химия . 61 (4): 53–59. DOI : 10.1021 / ie50712a010 .
^ Единица ускорения - это единица измерения расстояния, разделенная на квадрат единицы времени.
^ «Космические ракеты-носители - космический шаттл» . www.braeunig.us . Проверено 16 февраля 2018 . Тяга: комбинированная 29,36 МН SL (максимальная тяга на старте снижается на 1/3 через 50 с)
↑ Ричард Мартин (12 января 2001 г.). «Из России, с усилием в 1 миллион фунтов» . wired.com . Проверено 25 ноября 2019 года .

Источники [ править ]

Оберт, Эдвард Ф., «ТЕРМОДИНАМИКА», издательство DJ Leggett Book Company Inc., Нью-Йорк, 1948 г .; Глава I, Обзор размеров и единиц, стр. 1-24.

[3] ^ В инженерии в Англии эту систему не использовали в течение многих лет. Эта система сегодня используется только в США.

[9] Международный эвердьюпойс фунт определяется быть точно0,453 592 37 кг .

[1] Стандартные буквенные символы IEEE для единиц измерения (единицы СИ, обычные дюймы-фунты и некоторые другие единицы), IEEE Std 260.1 ™ -2004 (редакция IEEE Std 260.1-1993)

[isbn_978-0135018583-2] Флетчер, Лерой S .; Шуп, Терри Э. (1978), Введение в разработку , Прентис-Холл, ISBN 978-0135018583, LCCN 77024142 .^{: 257}

[4] «Масса и вес» . engineeringtoolbox.com .

[5] Ускорение силы тяжести изменяется по поверхности Земли, обычно увеличиваясь от примерно 9,78 м / с² (32,1 фут / с² ) на экваторе до примерно 9,83 м / с² (32,3 фута / с² ) на полюсах.

[BS350-6] BS 350: Часть 1: 1974 Коэффициенты пересчета и таблицы, Часть 1. Основа таблиц. Коэффициенты пересчета . Британский институт стандартов. 1974. стр. 43.

[7] В 1901 году третья CGPM объявила (вторая резолюция), что:
Значение, принятое Международной службой мер и весов для стандартного ускорения, вызванного земным притяжением, равно 980,665 см / с ² , значение уже указано в законодательстве некоторых стран.
Это значение было общепринятым эталоном для расчета килограмм-силы , единицы силы, использование которой не рекомендуется с момента введения системы СИ.

[8] Барри Н. Тейлор, Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ) , 1995,Специальная публикация NIST 811, Приложение B, примечание 24

[10] IEEE Std 260.1 ™ -2004, Стандартные буквенные символы IEEE для единиц измерения (единицы СИ, обычные дюймы-фунты и некоторые другие единицы)

[11] Камингс, EW (1940). «Английские инженерные единицы и их размеры». Промышленная и инженерная химия . 32 (7): 984–987. DOI : 10.1021 / ie50367a028 .

[12] Клинкенберг, Адриан (1969). «Американская инженерная система единиц и ее размерная константа g _c ». Промышленная и инженерная химия . 61 (4): 53–59. DOI : 10.1021 / ie50712a010 .

[13] Единица ускорения - это единица измерения расстояния, разделенная на квадрат единицы времени.

[14] «Космические ракеты-носители - космический шаттл» . www.braeunig.us . Проверено 16 февраля 2018 . Тяга: комбинированная 29,36 МН SL (максимальная тяга на старте снижается на 1/3 через 50 с)

[15] Ричард Мартин (12 января 2001 г.). «Из России, с усилием в 1 миллион фунтов» . wired.com . Проверено 25 ноября 2019 года .

[1]