定義 ポンド力は、地球 表面上の1アボワールデュポワ ポンドの 質量 に作用する重力に等しい。18 世紀以来、この単位は、地球の重力 のわずかな変化(赤道から極まで最大で 0.5 パーセント変化する) を安全に無視できる低精度測定で使用されてきた。[ 4 ]
しかし、20世紀に入ると、より正確な定義が必要となり、重力加速度の標準化された値が求められるようになった。
常用ポンドと標準比重の積 ポンド力は、1アボワールデュ ポワポンド(正確には 0.45359237 kg )と標準重力加速度 (約32.174049 ft/s 2 (9.80665 m/s 2 )) の積です。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
標準重力場の加速度( gn ) と国際アボワールデュポワポンド (lb)の標準値は、ポンド力に等しい。 32.174 049 ft⋅lb / s 2 (4.4482216152605 N ) 。[ b ]
1 lbf = 1 ポンド × g n = 1 ポンド × 9.80665 m s 2 / 0.3048 m フィート ≈ 1 ポンド × 32.174049 f t s 2 ≈ 32.174049 f t ⋅ l b s 2 1 lbf = 1 ポンド × 0.45359237 kg ポンド × g n = 0.45359237 kg × 9.80665 m s 2 = 4.4482216152605 N {\displaystyle {\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}}}
この定義はスラグ の観点から言い換えることができます。スラグの質量は32.174049 ポンドです。ポンド力は、スラグをある速度で加速させるのに必要な力の量です。 1 ft/s 2 なので、次のようになります。
1 lbf = 1 ナメクジ × 1 フィート s 2 = 1 ナメクジ ⋅ フィート s 2 {\displaystyle {\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}}}
文脈によっては、「ポンド」という用語は、質量の単位ではなく、力の単位を指すためにほぼ専ら使用されます。そのような用途では、質量の好ましい単位はスラグ、つまり lbf⋅s 2 /ft です。他の文脈では、「ポンド」という単位は質量の単位 を指します。質量の単位としてのポンドの国際標準記号は lb です。[ 8 ]
「工学」システム(中央の列)では、地球表面上の質量単位(ポンド質量)の重さは 、力単位(ポンド力)とほぼ等しくなります。これは、1ポンドの質量が重力によって1ポンドの力を及ぼすため便利です。ただし、他のシステムとは異なり、力単位は質量単位に加速度単位を掛けたものとは等しくないことに注意してください[ 11 ]。 ニュートンの第2法則 F = m ⋅ a を使用するには、通常32.174049 (lb⋅ft)/(lbf⋅s 2 )とされる別の係数g c が必要です。「絶対」システムは、一貫性のある 単位システムです。質量の単位としてスラグを使用することで、「重力」FPSシステム(左の列)は、このような定数を必要としません。SIは、キログラム とメートルを基本単位とする「絶対」メートル法です。
推力 ポンド推力という 用語は、特定の文脈ではポンド力の別名です。ジェットエンジンやロケットに関する米国の資料でよく見られ、その一部は引き続きFPS表記を使用しています。たとえば、スペースシャトルの 2基の固体ロケットブースターそれぞれが生み出す推力は 3,300,000ポンド力(14.7 MN ) で、合計で6,600,000ポンド力(29.4 MN) でした。[ 12 ] [ 13 ]
注釈と参考文献 ↑ 測定単位のIEEE標準文字記号(SI単位、慣用インチポンド単位、およびその他の特定の単位)、IEEE Std 260.1™-2004(IEEE Std 260.1-1993の改訂版) ↑ フレッチャー、リロイ S.、ショープ、テリー E. (1978)、工学入門 、プレンティス・ホール、ISBN 978-0135018583 、LCCN 77024142、2019年12月6日にオリジナルからアーカイブされ、 2017年8月3日に 取得されました。 : 257↑ 「質量と重量」 。engineeringtoolbox.com 。 2010年8 月 18日にオリジナルから アーカイブ済み 。 2010年8月3日 に取得。 ↑ 重力による加速度は地球の表面で変化し、一般的に赤道付近の約 32.1 ft/s 2 (9.78 m/s 2 ) から極付近の約 32.3 ft/s 2 (9.83 m/s 2 ) まで増加します。 ↑ BS 350 : パート 1: 1974 換算係数と表、パート 1. 表の基礎。換算係数 。英国規格協会。1974 年。p. 43。 ↑ 1901年、第3回CGPM(Wayback Machine に2012年2月7日に アーカイブ)は(第2決議で)次のように宣言した。 国際度量衡局で採用されている地球の重力による標準加速度の値は 980.665 cm/s 2 は 、一部の国の法律ですでに規定されている値です。 この値は、キログラム力を 計算する際の慣習的な基準値であったが、キログラム力はSI単位系の導入以来、使用が廃止されている力の単位である。 ↑ バリー・N・テイラー著、「国際単位系(SI)の使用ガイド」 、1995年、 NIST 特別刊行物811、付録B注24 ↑ IEEE Std 260.1™-2004、測定単位のIEEE標準文字記号(SI単位、慣用インチポンド単位、およびその他の特定の単位) ↑ Comings, EW (1940). "英国工学単位とその寸法". Industrial & Engineering Chemistry . 32 (7): 984–987 . doi : 10.1021/ie50367a028 . ↑ Klinkenberg, Adrian (1969). "The American Engineering System of Units and Its Dimensional Constant g c ". Industrial & Engineering Chemistry . 61 (4): 53– 59. doi : 10.1021/ie50712a010 . ↑ 加速度の単位は、距離の単位を時間の単位の二乗で割ったものです。 ↑ 「宇宙ロケット - スペースシャトル」 。www.braeunig.us 。 2018年4月6日時点のオリジナルより アーカイブ。 2018年 2月16日 取得 。推力:合計推力29.36 MN SL(打ち上げ時の最大推力 、 50秒後に1/3に減少) ↑ リチャード・マーティン (2001年1月12日)。 「ロシアから、100万ポンドの推力で」 。wired.com 。 2019年9月25日のオリジナルから アーカイブ済み 。 2019年 11月25日 閲覧 。
一般的な情報源 オーバート、エドワード F. (1948).熱力学 . ニューヨーク: DJ レゲット ブック カンパニー. 第 I 章「次元と単位の概観」、pp. 1-24.