Ezt a cikket válaszolva válaszoltam a Dynamics Professor nyilatkozatára, miszerint “nincs különbség egy font és egy font között”. A hallgatók ezt követő megbeszélései hatalmas koncepciót tártak fel, amely a fenti állítás helytelen használatából fakad. Van némi komikus megkönnyebbülése, ezért elviselhetőbbé teszi;) Élvezze!

Az lbm-lbf kapcsolat: Miért fontos

írta Kevin McConnell

Valóban van különbség a font tömeg és a font erő között? Sokan még azt is megkérdezhetik: “Mi a fene egy font tömeg?” Nos, ujjal mutathat hatodikos fizikatanárának (vagy bárki másra, aki esetleg félrevezetett) az egyszerű kérdést körülvevő zavartság miatt. De ne aggódj, soha nem késő megtanulni valami újat (és valami tagadhatatlanul fontosat).

Itt van valami, amin átgondolhatjuk: tegyük fel, hogy lépeget egy skálán, és a „150” felirat szerepel. A skála kiolvasása akár „font” egységeket is adhat Önnek. Nos, egy skála méri az objektum által kifejtett erő mértékét, így feltételezhetjük, hogy az egységek ekkor lbf (font-erő). És a fizikatanárod azt mondta neked, hogy nincs különbség a font tömeg és a font erő között, tehát ennek azt kell jelentenie, hogy a tested is 150 font tömegből áll, igaz? Amit fizikatanárod NEM mondott el, azok a rejtett feltételezések, amelyeknek igaznak kell lenniük ahhoz, hogy ez a kapcsolat fennálljon. Valami olyan alapvetően nincs rendben a kijelentéssel: „font-tömeg és font-erő ugyanaz!”

Először is, a font-tömeg tömegegység, a font-erő pedig egység erő (várjon … MI ?!). Newton második mozgástörvénye azt mondja nekünk, hogy a nettó erőt a tömeg és a gyorsulás szorzata egyenlíti ki. Tehát láthatjuk, hogy kapcsolat van a tömeg és az erő között, de SOHA nem mondanánk: „A tömeg és az erő ugyanaz!”

Tegyük fel, hogy ugyanazt a skálát vettem felülről egy utazáson a Marsra; mit olvasna ott a mérleg? Meglepne, ha a skála leolvasása „57 font?” Vagy mi lenne, ha elhoznám a mérleget a Jupiterhez, és azt mondaná, hogy a súlyom “380 font?” Helyes a méretarány? Teljesen! Mint korábban megtudtuk, a skála az erő mértékét méri, amelyet a gravitáció (gyorsulás) miatt fejt ki. És tudjuk, hogy ezeken a bolygókon a gravitáció különbözik méretük és tömegük különbsége miatt.

FOGALMAK FOGALMA Ne feledje, hogy tömege NEM változik bolygóról bolygóra; csak a tömeged által kifejtett erő mértéke.

Miért halljuk folyamatosan, hogy nincs különbség a font-tömeg és a font erő között? Mivel az angol egységeket úgy hozták létre, hogy 1 lbm 1 lbf-ot fejt ki itt a Földön! És minden további nélkül, itt van a kapcsolat, amely megvalósítja:

1 lbf = 32,174 lbm ft / s ^ 2

Tehát annak a kijelentésnek kell hangzania, amelyet az emberek megpróbálnak mondani valami olyasmi, mint „a földön, a gravitációnak kitett font-tömeg font-erő!”Ennek a pontnak a további illusztrálásához használjuk a newton második törvényt az 1 lbm-es tárgy itt a földön kifejtett erő kiszámításához:

Erő = tömeg x gyorsulás

legyen gyorsulás = g = 32,174 ft / s ^ 2 (ez a Föld gravitációs állandója)

F = mxg = 1 lbm x (32,174 ft / s ^ 2) = 32,174 (lbm ft) / s ^ 2

De az lbm-ft / s2 mértékegységeket nem igazán tudjuk konceptualizálni, ezért a fenti összefüggést használjuk font-erővé (lbf) konvertálására:

F = 32.174 lbm-ft / s ^ 2 x (1 lbf / 32,174 lbm ft / s ^ 2) = 1 lbf

Éppen bebizonyítottuk, hogy 1 lbm 1 lbf-ot fejt ki itt a Földön! Ha ez új neked, akkor érdemes igyon ma egy sört, hogy megünnepelje az áttörést a megértésében! Menjünk tovább egy lépéssel, hogy bemutassuk, miért lenne másképp olvasható a skála a Marson és a Jupiteren

NEM KULCSFOGALMAK felülről NEM változik, ha egy másik bolygón vagy, csak azért, mert a gravitáció megváltozik; ennek nem lenne értelme, és meglátod, miért

Force = mass x gyorsulás

legyen gyorsulás = g = 12,176 láb / s ^ 2 (ez a Mars gravitációs állandója)

legyen tömeg = m = 150 font / s

F = mxg = 150 lbm x 12,176 ft / s ^ 2 = 1826,4 (lbm ft) / s ^ 2

Ismét lehetővé teszi, hogy ezt a mennyiséget lbm-ft / s2-ből átalakítsuk valamire, amit ismerünk (lbf) a fent bemutatott kapcsolat használatával:

F = (1826,4 lbm ft / s ^ 2) x (1 lbf / 32,174 lbm ft / s ^ 2) = 56,8 lbf

Annak ellenére, hogy Úgy képzelem, hogy most már határozottan megértette ezt a koncepciót, próbáljuk ki a Jupiteren, hogy valóban hazaküldhessük neki a pontot:

Force = tömeg x gyorsulás

hadd gyorsulás = g = 81,336 ft / s ^ 2 (ez a Jupiter gravitációs állandója)

legyen tömeg = m = 150 lbm

F = mxg = 150 lbm) x 81,336 ft / s ^ 2 x (1 lbf / 32,174 lbm ft / s ^ 2) = 379,2 lbf

Most látta, és azt mondhatja, hogy megérti! Tehát emeljük ki a döntő pontokat mindennek, amin most mentünk át:

• a font-tömeg (lbm) és a font-erő (lbf) NEM azonosak

• az objektum tömege helyenként állandó (azaz a Földtől a Marsig), de az általa kifejtett erő különbözik

• A következő összefüggés kulcsfontosságú az lbm és az lbf közötti kapcsolat megértéséhez:

1 lbf = 32.174 lbm ft / s ^ 2

Fegyverezze fel magát ezzel a tudással, hogy harcolhatsz a jó küzdelem ellen: legközelebb, amikor meghallod, hogy valaki azt mondja, hogy a font tömeg és a font erő ugyanaz, akkor magabiztosan mondhatod: „MINT A POKOL VAGYOK!”

A $ Lb_m $ nem az alapegység. A Slug az alapegység.

$ 32,2 \ lb_m = 1 \ slug $

$ 1 \ lb_m $ konvertálásához $ lb_f $ -ra:

$ 1 \ lb_m * \ frac {1 \ slug} {32.2 \ lb_m} * 32.2 \ frac {ft} {s ^ 2} = 1 \ lb_f $

Ezért $ 1 \ lb_m $ $ 1 \ lb_f $ lesz a Földön az STP-nél.

Ez a videó kiválóan megmagyarázza.

Hozzászólások

• Ez a válasz helytelen. A csiga nem a tömeg alapegysége a szokásos amerikai rendszerben. A font (tömeg). A csiga meglehetősen késői találmány az amerikai tudósok és mérnökök körében, akik a $ F = ma $ előnyét látták (szemben a $ F = kma $ -val, amely a Newton ‘ formája. a második törvény, amikor az erő font-erő, a tömeg fontban van, a gyorsulás pedig láb / másodperc négyzetben van). A font hosszú, hosszú ideje létezik. A csiga még nincs egy évszázados.

A tankönyv hiányos. Newton törvénye általában írva $ F = ma $. Az SI tömegegysége a $ kg $, az erőé pedig a $ N $. A SI egyik előnye, hogy tisztázza a tömeg és az erő (különösen a súly) megkülönböztetése. A régi brit birodalmi rendszerben számos lehetőség áll rendelkezésre:

• a tömeget fontban mérhetjük_mass $ lbm $; a megfelelő erőegység ritkán használt poundal $ pdl $.
• az erőt a pounds_force $ lbf $ értékben mérhetjük; a megfelelő tömegegység a $ slug $.

Azonban gyakran ” lásd $ lbm $ és $ lbf $ ugyanabban a dokumentumban. Ez tökéletesen elfogadható: egyenértékű Newton törvényének normalizálásával a gravitációs gyorsítással, hogy $ F = ma / g $. “Ennek elmulasztása okozza a zavart.

1 font tömeg az a tömeg, amely egy súlyú font 1 gravitációban. A legtöbb gyakorlati esetben egy font tömeg és egy font ugyanolyan mennyiségű dolgot határoz meg a föld felszínén.

A font tömegének meghatározásához átrendezzük Newton törvényét. F = mA –

m = F / A

majd csatlakoztassa az adatokat, hogy megkapja a font tömegét:

1 font tömeg = (1 font erő) / (32,174 láb / s ²)

Megjegyzések

• tehát ha olyan tömegem lenne, amely 2 fontot nyom a földön a tengerszint felett, és szükségem volt a tömegre, azt ki tudtam számítani: m = 2 lbf / 32,2 =.062 lbm

Úgy tűnik, itt némi zavar van. Az angol (vagy amerikai) rendszerben a tömeg “hivatalos” mértéke a csiga. Kiderült, hogy 32,2 lbm = 1 csiga. Tehát az F = MA egyenletbe való bekapcsoláshoz használhatja M-et csigákban, A-t ft / sec-ban és F-t lbf-ben. És ahogy valaki mondta, “normál” gravitációnál 1 lbm fejt ki 1 lbf támasztékot (súlyát). Ha bármilyen jelentős számítást fog végezni, véleményem szerint az a legjobb, ha megszabadul az összes lbm jelöléstől, és mindent átalakít csempékké.

lbf két meghatározást tartalmaz, és egy barátja Poundal

(1) EE System

Az 1 lbm 32,174049 ft / s ^ 2 gyorsulásához szükséges erő (azaz a gravitáció miatti gyorsulás) Ezzel azonban az a probléma, hogy KELL megtartania egységeiben a 32,174049 értéket! Ami nem ideális, vegyük figyelembe az F = ma értéket, ami azt jelenti, hogy ma mindig el kell osztani 32,174049-vel, így az F = (ma ) /32.174049 azonban ez a megközelítés további kényelmet nyújt, tömege megegyezik a Föld felszínén kifejtett erővel (azaz az lbm és az lbf nagysága megegyezik és felcserélhető IFF, figyelembe véve a Földre gyakorolt erőt a gyorsulás miatt gravitáció 32.174049ft / s sebességnél ^ 2) $$ lbf: = \ frac {lbm * 32.174049ft} {s ^ 2} $$ (2) BG rendszer

Ebben az esetben a meztelen csigák. Az 1 csiga 1 láb / s ^ 2 gyorsulásához szükséges erő, ahol 1 csiga kényelmesen 32,174048 lbm (azaz ugyanaz, mint a gravitáció miatti gyorsulás) definíciója. Ez a megközelítés ugyanolyan hozzáadott kényelemmel rendelkezik, mint (1), a tömeg egyenlő azzal az erővel, amelyet a Föld felszínén fejt ki (azaz az lbm és az lbf nagysága megegyezik és felcserélhető IFF, figyelembe véve a Földre gyakorolt erőt a gravitáció által okozott gyorsulás miatt 32,174049ft / s ^ 2 sebességnél)) $$ lbf = \ frac {1slug} {32.174049lbm} \ frac {1lbm * 32.174049ft} {s ^ 2} $$ $$: = \ frac {slug * ft} {s ^ 2} $$

Ismerje annak az egység rendszernek az alapegységeit, amelyen dolgozik, hogy MINDEN végső megoldás megfelelően alkalmazható legyen. Mindkét forma helyes!

(3) AE rendszer

Poundal, az 1 lbm 1 ft / s ^ 2 gyorsulásához szükséges erő. Hasonló a (2) megközelítésében, azzal a különbséggel, hogy egységkonvertálás helyett megszorozza egy normalizáló tényezővel, ezért megtartja lbm ft / s ^ 2 egységet: $$ pdl = \ frac {1} {32.174049} \ frac {lbm * 32.174049 ft} {s ^ 2} $$ $$: = \ frac {lbm * ft} {s ^ 2} $$

Lényegében az (1), (2) és (3) osztják egymást 32,174049-ig azonban ez az, hogy mikor és hogyan változik minden különbség.

Ismerje a rendszer alapegységeit, az lbf mindig kétértelműségprobléma lesz, mindaddig, amíg a jelenlegi szimbolikus formájában létezik. Azt javasolnám, hogy a (2) lbf sdl t alkalmazzuk egységdugóval , a font kétértelműségét szokatlan büntetés: lb, lbs, lbm, lbf, lbf …

Teljesen, igen. valójában egy csiga tömege a gravitáció miatti gyorsulásból származik .

Igyekszem a lehető legegyszerűbbé tenni, és hozok egy példát:

-Először figyelmen kívül hagyja a slug szót … Tudom, hogy ez a standard egység tömegre és ugyanúgy, mint az lbm. Lbm-t fog látni a szövegében és az élet 99% -ában. Miután jól megértette ezt a koncepciót, folytathatja a csiga használatát.

– Gondoljunk a newtonra, mint arra az erőre, amely szükséges az 1 kg-os tömeg 1 m / s-os mozgatásához ^ 2

-Gondoljunk a font-erőre (lbf), mint arra az erőre, amely szükséges ahhoz, hogy az 1 lbm-es tömeg 32,2 ft / s-val mozogjon ^ s

A fenti utolsó két pontot tekintve nyilvánvaló, hogy az n Az ewton nagyon különbözik attól, hogy az lbf

• A föld felszínén 1kg 9,81N … vagy 9,81kgm / s ^ 2 erőt fejt ki

• A föld felszínén 1 lbm 1 lbf … vagy 32,2 lbft / s ^ 2 erőt fejt ki

Van értelme? … próbálkozzon meg egy példát.

KÉRDÉS : Egy űrhajós tömege 100 kg (220 font), ami súlya (ereje), ha a földön van? mi lenne, ha 5m / s ^ 2 (16.4ft / s ^ 2) gravitációjú bolygón lenne?

VÁLASZ :

Earth :

SI egységek -> 100kg * 9,81 m / s ^ 2 = 981 kg / m ^ 2 = 981N

Birodalmi egységek -> 220 font * 32,2ft / s ^ 2 = 7084 font font / s ^ 2 = 220 font font

Véletlen bolygó :

SI egységek -> 100kg * 5m / s ^ 2 = 500kgft / s ^ 2 = 500N

birodalmi egységek -> 220lbs * 16.4ft / s ^ 2 = 3608 lbmft / s ^ 2 = 3608/32.2 = 112lbf

Az lbm és az lbf nem ugyanaz – csak egy helyzetben ugyanaz az érték, amikor a gravitációval foglalkozik a tengerszint felett … vizsgálja meg a gravitáció nélküli helyzetet, a vízsugár által keltett erőt.

• A víz sűrűsége: 62,4 lbm / ft ³
• a fúvóka területe: 0,06 láb ²
• sebesség: 10 láb / s
• térfogatáram = terület * vel = 0,6 ft ³ / s
• F = dwater * térfogatáram * vel = 374,4 lbm ft / s ²

konvertálás lbf-be

F = 374,4 lbm ft / s ² osztva 32,2 lbm-ft / lbf-s ² = 11,63 lbf

egyszerűen ellentmondásos, ha az lbm mennyiséget nagyobbnak gondoljuk, mint az lbf mennyiséget, azt várjuk, hogy azonosak legyenek, mivel gyakran fel vannak cserélve, fontot lehet használni tömegre vagy erőre – hogy ezt meg kell adni osztva 32,2 lbm-ft / lbf-s ² -vel, nemcsak 32,2-rel és nem a gravitációval. Az SI rendszerben

• a víz sűrűsége 1000 kg / m ³
• a fúvóka területe 0.005574 m ²
• sebesség 3,048 m / s
• térfogatáram = terület * sebesség = 0,01699 m ³ / s
• F = dwater * térfogat áramlás * sebesség = 51,78 kg m / s ² ami newton, tehát 51,78 N
• 1 lbf = 32,2 ft / s ² lbm
• 1 lbm = .03106 s ² / ft lbf – csak furcsa -, mivel egységeket kell hozzáadnia az átalakításhoz

ami vezet a kérdésre – mi a font ??? ha nem, az lbf és az lbm nem más, mint egy matematikai manipuláció, amely sok zavart kelt, de az SI rendszernek hasonló problémája van. Ha valamikor mérlegel egy erőt, akkor mégis SI-ben rögzítjük ezt az erőt tömegben (kg). Az, hogy miért nem tudunk értelmes rendszert létrehozni, túlmutat rajtam. A zavart az angol rendszer okozza, nem azt kellene megkérdeznünk, hogy mi a súlya, hanem mi a tömege. Ahelyett, hogy 170   fontot mérnék, azt válaszolnám, hogy 5474 lbm ft / s ² (170 * 32,2) tömegem van – ideje diéta szerintem. Természetesen ez nevetséges. A zavart a túlzott általánosítás, vagyis 12 hüvelyk egy lábban eredményezi, ezért 32,2 font egy fontban nem igaz. Az lbm-t (tömeg) fel kell gyorsítani, mielőtt a gravitációs konstans (gc) alkalmazható lenne. Ha meg akarom találni a tömegemet, akkor a súlyomat 170 fontra osztanám ki a helyi gravitációs húzóerőből, mondjuk 30ft / s2 = 5,667 lbf / (ft / s2), majd megszorozom a gc-vel (gravitációs állandó) 32,2 lbm ft / (lbf-s2) 182,5 lbm

Személy szerint azt gondolom, hogy az a srác, aki előállt a font tömeggel (lbm), diszlexiás volt. Azt hiszem, igazán meg akarta tenni, hogy ezt kijelentette;

1 lbm * 32,2 ft / s2 = 32,2 lbf, ami tökéletes lett volna, a lbf = lbm ft / s2, de valami idióta okból úgy döntött, hogy

1 font * 32,2 láb / s2 = 1 font tengerfenéken a földön, így az egységek működéséhez a bal oldalt vagy a jobb oldalt meg kell szorozni gc-vel, azaz 32,2 lbm-ft / lbf-s2. Ez azt jelenti, hogy az lbm valójában nem tömegegység, hanem tömeg gravitációs állandó egység (ami nevetséges), tehát amikor az lbm-et gyorsulással szorozzuk, akkor el kell osztanunk a gravitációs konstansot, mielőtt erőt nyerhetnénk. Kivéve tévedésből, miért jönne elő valaki ilyen egységgel ???? és miért pontosítunk egy ilyen egység megtartásában ???

mennyivel egyszerűbb lenne, ha a víz sűrűsége 2 lbm / ft3, tehát 2 lbm / ft3 * 32,2 ft / s2 = 64,4 lbf / ft2 helyett

62,4 lbm / ft3 * 32,2 ft / s2 / (32,2 lbm-ft / lbs-s2) = 62,4 lbf / ft2

a logika nem sikerül .. . kérem, valaki világosítson fel ……

Megjegyzések

• Mit adott ez a válasz, ami nem szerepel a meglévő válaszokban?
• a válasz megkönnyíti azt a tévhitet, amely szerint a többi válasz okozhat valakit, vagyis hogy font = 32,2 font, nem. A tömeget meg kell szorozni egy gyorsulással, mielőtt elosztaná azt a ” gravitációs állandóval “, hogy lbf-vé vagy lbf-vé alakítsa, el kell osztani gyorsítással, mielőtt azt megszorozzuk a ” gravitációs állandóval “, hogy lbm-re alakítsuk át – azt hiszem, ezek a pontok hiányoztak a egyéb bejegyzések.

Íme, hogyan szeretnék erre gondolni. lbf az erő A tömegre vonatkozik. Ezt például a fürdőszoba mérlege méri. lbm az objektum tényleges tömege. Tehát az F = m * a angol egységekben, lbf = lbm * a (más néven gravitációs 32,2 láb / s .

Legalábbis így néztem mindig.