Система фут – фунт – секунда - Foot–pound–second system

В система фут – фунт – секунда или же Система FPS представляет собой систему единиц, построенную на трех основных единицах: оплачивать за длина, то (Avoirdupois) фунт для любого масса или же сила (см. ниже), а второй за время.^[1]

Варианты

В совокупности варианты системы FPS были наиболее распространенной системой в технических публикациях на английском языке до середины 20 века.^[1]

Ошибок можно избежать, а перевод между системами облегчить путем маркировки всех физических величин в соответствии с их единицами измерения. Особенно в контексте системы FPS это иногда называют Система страуд после Уильям Страуд, кто популяризировал это.^[2]

Три подхода к английским единицам массы и силы или веса^[3][4]

Основание	Сила	Масса	Масса
2-й закон движения	м = F/а	F = W ⋅ а/грамм	F = м ⋅ а
Система	Британский гравитационный (BG)	Английский инженерный (EE)	Абсолютный английский (AE)
Ускорение (а)	фут / с^2	фут / с^2	фут / с^2
Масса (м)	слизняк	фунт-масса	фунт
Сила (F), масса (W)	фунт	фунт-сила	фунтал
Давление (п)	фунтов на квадратный дюйм	фунт-сила на квадратный дюйм	фунты на квадратный фут

Фунт как единица массы

Когда фунт используется в качестве единицы массы, ядро ​​когерентной системы аналогично и функционально эквивалентно соответствующим подмножествам Международная система единиц (SI), используя метр, килограмм и секунда (МКС), а более ранние система единиц сантиметр – грамм – секунда (CGS).

В этой подсистеме блок сила производная единица, известная как фунтал.^[1]

${\displaystyle 1\,{\text{pdl}}=1\,{\text{lb}}\cdot 1\,{\frac {\text{ft}}{{\text{s}}^{2}}}}$

Международный стандартный символ фунта как единицы массы, а не силы - фунт.^[5]

Эверетт (1861) предложил метрику Дайн и эрг как единицы силы и энергии в системе FPS.

"Словарь мер" Латимера Кларка (1891 г.) содержит celo (ускорение), вель или же Вело (скорость) и пульс (импульс) как предлагаемые названия для абсолютных единиц FPS.

Фунт-сила как единица силы

В технический или же гравитационная система FPS,^[6] представляет собой согласованный вариант системы FPS, наиболее распространенной среди инженеров в США. Требуется фунт-сила как фундаментальная единица силы, а не фунт как основная единица массы.

В этой подсистеме единицей массы является производная единица, известная как слизняк.^[1]

${\displaystyle 1\,{\text{slug}}=1\,{\text{lbf}}\cdot 1\,{\frac {{\text{s}}^{2}}{\text{ft}}}}$

В контексте гравитационной системы FPS фунт-сила (фунт-сила) иногда упоминается как фунт (фунт).

Фунт как единица силы

Другой вариант системы FPS использует как фунт-массу, так и фунт-силу, но ни пулю, ни фунт. Полученная система не является когерентной, в ней отсутствуют электрические или молярные единицы, и иногда ее также называют Британская инженерная система, хотя в настоящее время редко используется в объединенное Королевство.^[6]

Прочие единицы

Молярные единицы

Единицей измерения вещества в системе FPS является фунт-моль (фунт-моль) = 273.16×10²⁴. До тех пор, пока в СИ не решили принять грамм-моль, моль напрямую выводился из единицы массы как (единица массы) / (единица атомной массы). Единица (фунт-сила -с²/ ft) -mol также встречается в предыдущем определении атмосферы.

Электромагнитные блоки

Электростатические и электромагнитные системы выводятся, главным образом, из единиц длины и силы. Таким образом, это готовые расширения любой системы, содержащей длину, массу и время. Стивен Дреснер^[7] дает производные электростатические и электромагнитные единицы как в системе фут-фунт-секунда, так и в системе фут-снаряд-секунда. На практике они больше всего связаны с системой сантиметр – грамм – секунда. В "Международных критических таблицах" 1929 года указаны символы и системы: fpse = электростатическая система FPS и fpsm = электромагнитная система FPS. В разделе «Платные преобразования» указаны следующие. В CRC Handbook of Chemistry and Physics 1979 (Edition 60) также указаны стандартные сокращения fpse и fpsm.

Электромагнитный FPS (EMU, stat-)

1 кадр / мин = 117,581866 cgsm единица (биот-секунда)^{[требуется разъяснение ]}

Электростатический FPS (ESU, ab-)

1 единица fpse = 3583,8953 единица cgse (Франклин)

1 единица кадра в секунду = 1,1954588 × 10⁻⁶ пресс кулон

Единицы света

В свеча и фут-свеча были первыми определенными единицами света, определенными в Законе о столичном газе (1860 г.).^[8] Фут-свеча - это сила света на расстоянии одного фута от стандартная свеча. Единицы измерения получили международное признание в 1881 году и были приняты в метрической системе.^[9]

Конверсии

Наряду с тем, что термин «вес» используется для гравитационной силы в некоторых технических контекстах (физика, инженерия) и для массы в других (коммерция, право),^[10] и что различие часто не имеет значения на практике, сосуществование вариантов системы FPS приводит к путанице по поводу характера единицы «фунт». Его отношение к международным метрическим единицам выражается в килограммах, а не в ньютонах, и в прежние времена его определяли с помощью прототипа массы, который нужно было сравнивать с весы с двумя чашами который не зависит от локальных гравитационных различий.

В июле 1959 года различные национальные стандарты в футах и ​​фунтах аворирдупуа были заменены на международные стандарты в точных фунтах. 0,3048 м и международный фунт точно 0.45359237 кг, что делает преобразование между системами делом простой арифметики. Преобразование фунта составляет 1 фунт · фут / с.² = 0.138254954376 N (именно так).^[1]

Для преобразования между абсолютной и гравитационной системами FPS необходимо исправить стандартное ускорение грамм что связывает фунт с фунтом-силой.^{[нужна цитата ]}

${\displaystyle 1\,{\text{lbf}}=1\,{\text{lb}}\cdot g}$

Пока грамм строго зависит от вашего местоположения на поверхности Земли, с 1901 года в большинстве случаев оно обычно фиксируется точно на грамм₀ = 9.80665 РС² ≈ 32.17405 фут / с².^[1]

Смотрите также

• Система единиц метр – тонна – секунда (МТС)
• Система FFF

Рекомендации

1. Кардарелли, Франсуа (2003), «Система фут – фунт – секунда (FPS)», Энциклопедия научных единиц, весов и мер: их эквиваленты в системе СИ и происхождение, Springer, стр.51–55, ISBN  978-1-85233-682-0.
2. Хендерсон, Джеймс Б.; Годфри, К. (1924), "Система Страуда обучения динамике", Математический вестник, 12 (170): 99–105, JSTOR  3604647.
3. Приходит, Э. У. (1940). «Английские инженерные единицы и их размеры». Промышленная и инженерная химия. 32 (7): 984–987. Дои:10.1021 / ie50367a028.
4. Клинкенберг, Адриан (1969). "Американская инженерная система единиц и ее размерная константа g_c". Промышленная и инженерная химия. 61 (4): 53–59. Дои:10.1021 / ie50712a010.
5. IEEE Std 260.1 ™ -2004, Стандартные буквенные символы IEEE для единиц измерения (единицы СИ, обычные дюймы-фунты и некоторые другие единицы)
6. Дж. М. Коулсон, Дж. Ф. Ричардсон, Дж. Р. Бэкхерст, Дж. Х. Харкер: Химическая инженерия Коулсона и Ричардсона: поток жидкости, теплопередача и массообмен.
7. Дреснер, Стивен (1971). Меры измерения. Нью-Йорк: Дом Гастингса. С. 193–205.
8. Джеррард, Г. Г. (1985). Словарь научных единиц. Лондон: Чепмен и Холл. п. 24. ISBN  0412281007.
9. Фенна, Дональд (2003), Словарь мер и весов, ISBN  978-0-19-860522-5
10. Федеральный стандарт NIST 376B , п. 13. В архиве 16 августа 2010 г. Wayback Machine