System stopa-funt-sekunda - Foot–pound–second system

System stopa-funt-sekunda lub system FPS to system jednostek zbudowany na trzech podstawowych jednostkach: stopa dla długości , (avoirdupois) funt dla masy lub siły (patrz poniżej) i drugi dla czasu .

Warianty

Łącznie warianty systemu FPS były najbardziej rozpowszechnionym systemem w publikacjach technicznych w języku angielskim do połowy XX wieku.

Można uniknąć błędów i ułatwić translację między systemami, etykietując wszystkie wielkości fizyczne zgodnie z ich jednostkami. Zwłaszcza w kontekście systemu FPS jest to czasami nazywane systemem Stroud od Williama Strouda , który go spopularyzował.

Funt jako jednostka masy

Kiedy funt jest używany jako jednostka masy, rdzeń spójnego systemu jest podobny i funkcjonalnie równoważny z odpowiednimi podzbiorami Międzynarodowego Układu Jednostek (SI), używających metra, kilograma i sekundy (MKS) oraz wcześniejszego centymetra –gram–sekundowy układ miar (CGS).

W tym podsystemie jednostką siły jest jednostka pochodna znana jako funt .

${\ Displaystyle 1 \ {\ tekst {pdl}} = 1 \ {\ tekst {funt}} \ cdot 1 \ {\ Frac {\ tekst {ft}} {{\ tekst {s}} ^ {2 }}}}$

Międzynarodowym standardowym symbolem funta jako jednostki masy, a nie siły, jest funt.

Everett (1861) zaproponował dynę metryczną i erg jako jednostki siły i energii w systemie FPS.

"Słownik miar" Latimera Clarka (1891) zawiera celo (przyspieszenie), vel lub velo (prędkość) i puls (pęd) jako proponowane nazwy jednostek absolutnych FPS.

Funt-siła jako jednostka siły

Technicznego lub systemu FPS grawitacyjna , jest spójna wariant systemu FPS, który jest najbardziej powszechne wśród inżynierów w Stanach Zjednoczonych. Przyjmuje funt-siła jako podstawową jednostkę siły zamiast funta jako podstawową jednostkę masy.

W tym podsystemie jednostką masy jest jednostka pochodna znana jako slug .

${\ Displaystyle 1 \ {\ tekst {slug}} = 1 \ {\ tekst {lbf}} \ cdot 1 \ {\ Frac {{\ tekst {s}} ^ {2}} {\ tekst {ft} }}}}$

W kontekście grawitacyjnego systemu FPS, funt-siła (lbf) jest czasami określana jako funt (lb).

Funt jako jednostka siły

Inny wariant systemu FPS wykorzystuje zarówno funt-masę, jak i funt-siła, ale ani kulę, ani funt. Powstały system nie jest spójny, brakuje mu jednostek elektrycznych lub molowych, a czasami jest również znany jako brytyjski system inżynieryjny , chociaż obecnie rzadko jest używany w Wielkiej Brytanii .

Jest to system funta stopy, który służy do pomiaru fizycznej wielkości masy długości i czasu

Inne jednostki

Jednostki molowe

Jednostką substancji w systemie FPS jest funt-mol (lb-mol) = 273,16 × 10 ²⁴ . Dopóki SI nie zdecydowało się przyjąć gramomol, mol był bezpośrednio wyprowadzany z jednostki masy jako (jednostka masy)/(jednostka masy atomowej). Jednostka (lbf⋅s ² /ft)-mol pojawia się również w poprzedniej definicji atmosfery.

Jednostki elektromagnetyczne

Systemy elektrostatyczne i elektromagnetyczne pochodzą głównie z jednostek długości i siły. Jako takie są to gotowe rozszerzenia dowolnego systemu zawierającego długość, masę, czas. Stephen Dresner podaje wyprowadzone jednostki elektrostatyczne i elektromagnetyczne zarówno w systemie stopa-funt-sekunda, jak i stopa-slug-sekunda. W praktyce są one najbardziej związane z systemem centymetr–gram–sekunda. W „Międzynarodowych Tablicach Krytycznych” z 1929 r. podano symbole i systemy fpse = FPS system elektrostatyczny i fpsm = FPS system elektromagnetyczny. W ramach przeliczeń na opłatę podano, co następuje. CRC Handbook of Chemistry and Physics 1979 (wydanie 60) również wymienia fpse i fpsm jako standardowe skróty.

FPS elektromagnetyczny (EMU, stat-)

1 jednostka fpsm = 117.581866 jednostka cgsm (Biot-sekunda)

Elektrostatyczny FPS (ESU, ab-)

1 jednostka fpse = 3583,8953 jednostka cgse (Franklin)

1 jednostka fpse = 1,1954588×10 ^-6 abs coulomb

Jednostki światła

Świeca i kolana świeca były najpierw zdefiniowane jednostki światła, określone w Metropolitan Gas Act (1860) z. Stopoświeca to intensywność światła na jedną stopę ze standardowej świecy . Jednostki zostały uznane na arenie międzynarodowej w 1881 roku i przyjęte do systemu metrycznego.

Konwersje

Wraz z faktem, że termin „waga” jest używany w odniesieniu do siły grawitacyjnej w niektórych kontekstach technicznych (fizyka, inżynieria) i masy w innych (handel, prawo), oraz że rozróżnienie to często nie ma znaczenia w praktyce, współistnienie warianty systemu FPS powodują zamieszanie co do charakteru jednostki „funt”. Jego stosunek do międzynarodowych jednostek metrycznych wyraża się jednak w kilogramach, a nie w niutonach, a dawniej określano go za pomocą masowego prototypu, który miał być porównywany z wagą dwuszalkową, która jest agnostyczna wobec lokalnych różnic grawitacyjnych.

W lipcu 1959 r. różne krajowe standardy funta stopy i funta avoirdupois zostały zastąpione międzynarodową stopą precyzyjnie 0,3048 m i międzynarodowy funt dokładnie0,453 592 37  kg , dzięki czemu konwersja między systemami jest kwestią prostej arytmetyki. Przeliczenie na funt jest podane przez 1 pdl = 1 lb·ft/s ² =0,138 254 954 376  N (dokładnie).

Aby dokonać konwersji między bezwzględnym a grawitacyjnym systemem FPS, należy ustalić standardowe przyspieszenie g, które wiąże funt z siłą funta.

${\ Displaystyle 1 \ {\ tekst {funt}} = 1 \ {\ tekst {funt}} \ cdot g}$

Podczas gdy g ściśle zależy od położenia na powierzchni Ziemi, od 1901 r. w większości kontekstów jest ustalane umownie na dokładnie g ₀ = 9,806 65  m / s ² ≈ 32,174 05  stóp/s ² .

Zobacz też

• Układ jednostek metr–tona–sekunda (MTS)
• System FFF

Bibliografia