Sistema pé-libra-segundo - Foot–pound–second system

O sistema pé-libra-segundo ou sistema FPS é um sistema de unidades construído em três unidades fundamentais: o pé para comprimento , (avoirdupois) libra para massa ou força (veja abaixo) e o segundo para tempo .

Variantes

Coletivamente, as variantes do sistema FPS eram o sistema mais comum em publicações técnicas em inglês até meados do século XX.

Erros podem ser evitados e a tradução entre os sistemas pode ser facilitada rotulando todas as quantidades físicas de forma consistente com suas unidades. Especialmente no contexto do sistema de FPS isso às vezes é conhecido como o sistema de Stroud após William Stroud , que popularizou.

Libra como unidade de massa

Quando a libra é usada como uma unidade de massa, o núcleo do sistema coerente é semelhante e funcionalmente equivalente aos subconjuntos correspondentes do Sistema Internacional de Unidades (SI), usando metro, quilograma e segundo (MKS), e o centímetro anterior –Sistema de unidades grama – segundo (CGS).

Nesse subsistema, a unidade de força é uma unidade derivada conhecida como poundal .

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

O símbolo padrão internacional para a libra como unidade de massa em vez de força é lb.

Everett (1861) propôs o dine e erg métricos como as unidades de força e energia no sistema FPS.

O "Dicionário de Medidas" de Latimer Clark (1891) contém celo (aceleração), vel ou velo (velocidade) e pulso (momentum) como nomes propostos para unidades absolutas de FPS.

Pound-force como unidade de força

O sistema FPS técnico ou gravitacional , é uma variante coerente do sistema FPS mais comum entre os engenheiros dos Estados Unidos. Ele considera a libra-força como uma unidade fundamental de força, em vez da libra como uma unidade fundamental de massa.

Nesse subsistema, a unidade de massa é uma unidade derivada conhecida como lesma .

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

No contexto do sistema FPS gravitacional, a libra-força (lbf) às vezes é chamada de libra (lb).

Libra como unidade de força

Outra variante do sistema FPS usa a massa da libra e a força da libra, mas não a lesma nem a libra. O sistema resultante não é coerente, faltando unidades elétricas ou molares, e às vezes também é conhecido como sistema de engenharia britânico , embora raramente seja usado atualmente no Reino Unido .

Representa o sistema de libra-pé, que é usado para medir a quantidade física em massa, comprimento e tempo

Outras unidades

Unidades molares

A unidade de substância no sistema FPS é libra-mol (lb-mol) = 273,16 × 10 ²⁴ . Até que o SI decidisse adotar o grama-mol, o mol era derivado diretamente da unidade de massa como (unidade de massa) / (unidade de massa atômica). A unidade (lbf⋅s ² / ft) -mol também aparece em uma definição anterior da atmosfera.

Unidades eletromagnéticas

Os sistemas eletrostático e eletromagnético são derivados de unidades de comprimento e força, principalmente. Como tal, essas são extensões prontas de qualquer sistema que contenha comprimento, massa, tempo. Stephen Dresner fornece as unidades eletrostáticas e eletromagnéticas derivadas em ambos os sistemas pé-libra-segundo e pé-peso-segundo. Na prática, eles estão mais associados ao sistema centímetro-grama-segundo. As "Tabelas Críticas Internacionais" de 1929 fornecem os símbolos e sistemas fpse = sistema eletrostático FPS e fpsm = sistema eletromagnético FPS. Sob as conversões para cobrança, o seguinte é dado. O CRC Handbook of Chemistry and Physics 1979 (Edition 60), também lista fpse e fpsm como abreviações padrão.

FPS eletromagnético (EMU, stat-)

1 unidade fpsm = 117,581866 unidade cgsm (Biot-segundo)

FPS eletrostático (ESU, ab-)

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

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

Unidades de luz

A vela e a vela foram as primeiras unidades de luz definidas, definidas na Lei Metropolitana do Gás (1860). A vela do pé é a intensidade da luz a um pé de uma vela padrão . As unidades foram reconhecidas internacionalmente em 1881 e adotadas no sistema métrico.

Conversões

Juntamente com o fato de que o termo "peso" é usado para a força gravitacional em alguns contextos técnicos (física, engenharia) e para a massa em outros (comércio, direito), e que a distinção muitas vezes não importa na prática, a coexistência de variantes do sistema FPS causam confusão sobre a natureza da unidade "libra". Sua relação com as unidades métricas internacionais é expressa em quilogramas, não em newtons, embora, em tempos anteriores, era definida por meio de um protótipo de massa a ser comparado com uma balança de dois pratos que é agnóstica em relação às diferenças gravitacionais locais.

Em julho de 1959, os vários padrões nacionais de pé e libra avoirdupois foram substituídos pelo pé internacional de precisamente 0,3048 me a libra internacional de precisamente0,453 592 37  kg , tornando a conversão entre os sistemas uma questão de aritmética simples. A conversão para o poundal é dada por 1 pdl = 1 lb · ft / s ² =0,138 254 954 376  N (precisamente).

Para converter entre os sistemas FPS absoluto e gravitacional, é necessário fixar a aceleração padrão g que relaciona a libra à libra-força.

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

Embora g dependa estritamente da localização de alguém na superfície da Terra, desde 1901 na maioria dos contextos ele é convencionalmente fixado em precisamente g ₀ = 9,806 65  m / s ² ≈ 32,174 05  ft / s ² .

Veja também

• Sistema de unidades metro-tonelada-segundo (MTS)
• Sistema FFF

Referências