อ่าน 4 นาที
ระบบหน่วยฟุต-ปอนด์-วินาที
ระบบ ฟุต-ปอนด์-วินาที ( ระบบ FPS ) เป็นระบบหน่วยที่สร้างขึ้นจากหน่วยพื้นฐานสามหน่วย ได้แก่ฟุตสำหรับความยาวปอนด์(avoirdupois)สำหรับมวลหรือแรง(ดูด้านล่าง) และวินาทีสำหรับเวลา
ระบบหน่วยฟุต-ปอนด์-วินาที
ระบบ ฟุต-ปอนด์-วินาที ( ระบบ FPS ) เป็นระบบหน่วยที่สร้างขึ้นจากหน่วยพื้นฐานสามหน่วย ได้แก่ฟุตสำหรับความยาวปอนด์(avoirdupois)สำหรับมวลหรือแรง(ดูด้านล่าง) และวินาทีสำหรับเวลา[ 1 ]
ตัวแปร
โดยรวมแล้ว รูปแบบต่างๆ ของระบบ FPS เป็นระบบที่พบได้บ่อยที่สุดในเอกสารทางเทคนิคภาษาอังกฤษจนถึงกลางศตวรรษที่ 20 [ 1 ]
สามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและอำนวยความสะดวกในการแปลระหว่างระบบได้โดยการติดฉลากปริมาณทางกายภาพทั้งหมดให้สอดคล้องกับหน่วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของระบบ FPS บางครั้งเรียกว่าระบบ Stroudตามชื่อของWilliam Stroudผู้ทำให้ระบบนี้เป็นที่นิยม[ 2 ]
| ฐาน | บังคับ | น้ำหนัก | มวล |
|---|---|---|---|
| กฎการเคลื่อนที่ข้อที่ 2 | ม = เอฟ/เอ | F = W ⋅ a/จี | F = m ⋅ a |
| ระบบ | แรงโน้มถ่วงของอังกฤษ (BG) | วิศวกรรมภาษาอังกฤษ (EE) | ภาษาอังกฤษแบบสัมบูรณ์ (AE) |
| ความเร่ง ( a ) | ฟุต/วินาที2 | ฟุต/วินาที2 | ฟุต/วินาที2 |
| มวล ( ม .) | กระสุน | ปอนด์-มวล | ปอนด์ |
| แรง ( F ), น้ำหนัก ( W ) | ปอนด์ | ปอนด์-แรง | ปอนด์ |
| ความดัน ( p ) | ปอนด์ต่อตารางนิ้ว | ปอนด์-แรงต่อตารางนิ้ว | ปอนด์ต่อตารางฟุต |
ปอนด์ในฐานะหน่วยมวล
เมื่อใช้ปอนด์เป็นหน่วยวัดมวล แก่นของระบบที่สอดคล้องกันจะคล้ายคลึงและเทียบเท่ากันในเชิงฟังก์ชันกับชุดย่อยที่สอดคล้องกันของระบบหน่วยสากล (SI) โดยใช้เมตร กิโลกรัม และวินาที (MKS) และระบบหน่วยเซนติเมตร-กรัม-วินาที (CGS) ในอดีต ระบบนี้มักเรียกว่าระบบหน่วยอังกฤษสัมบูรณ์ (Absolute English System )
ในระบบย่อยนี้ หน่วยของแรงคือหน่วยอนุพันธ์ที่เรียกว่าปอนด์ัล[ 1 ]
สัญลักษณ์มาตรฐานสากลสำหรับปอนด์ในฐานะหน่วยของมวลแทนที่จะเป็นแรงคือ lb [ 5 ]
เอเวอเร็ตต์ (1861) เสนอให้ใช้หน่วยเมตริกไดน์และเอิร์กเป็นหน่วยของแรงและพลังงานในระบบ FPS
หนังสือ "Dictionary of Measures" ของ Latimer Clark (1891) ระบุว่าcelo (ความเร่ง), velหรือvelo (ความเร็ว) และpulse (โมเมนตัม) เป็นชื่อที่เสนอสำหรับหน่วยสัมบูรณ์ของ FPS
ปอนด์ในฐานะหน่วยแรง
ระบบFPS ทางเทคนิคหรือ แรงโน้มถ่วง [ 6 ]หรือระบบแรงโน้มถ่วงของอังกฤษเป็นรูปแบบที่สอดคล้องกันของระบบ FPS ที่พบได้ทั่วไปในหมู่วิศวกรในสหรัฐอเมริกา โดยใช้ปอนด์-แรงเป็นหน่วยพื้นฐานของแรงแทนที่จะใช้ปอนด์เป็นหน่วยพื้นฐานของมวล
ในระบบย่อยนี้ หน่วยของมวลเป็นหน่วยอนุพันธ์ที่เรียกว่าสลัก [ 1 ]
ในบริบทของระบบ FPS ที่ใช้แรงโน้มถ่วง แรงปอนด์ (lbf) บางครั้งถูกเรียกว่าปอนด์ (lb)
ปอนด์-แรง คือหน่วยของแรง และ ปอนด์-มวล คือหน่วยของมวล
ระบบ FPS อีกรูปแบบหนึ่งใช้ทั้งปอนด์-มวลและปอนด์-แรง แต่ไม่ใช้ทั้งสลักหรือปอนด์ดัล ระบบที่ได้นี้บางครั้งก็เรียกว่าระบบวิศวกรรมอังกฤษแม้จะมีชื่อเช่นนั้น แต่ระบบนี้อิงตามหน่วยวัดตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกา ไม่ได้ใช้ในอังกฤษ[ 6 ]
หน่วยอื่นๆ
หน่วยโมลาร์
หน่วยของสารในระบบ FPS คือ ปอนด์-โมล (lb-mol) =273.16 × 10 24ก่อนที่ระบบ SI จะตัดสินใจใช้หน่วยกรัม-โมล หน่วยโมลนั้นได้มาจากหน่วยมวลโดยตรง คือ (หน่วยมวล)/(หน่วยมวลอะตอม) หน่วย (lbf⋅s 2 /ft)-mol ก็ปรากฏอยู่ในคำจำกัดความของบรรยากาศในอดีตเช่นกัน
หน่วยแม่เหล็กไฟฟ้า
ระบบไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กไฟฟ้าได้มาจากหน่วยของความยาวและแรงเป็นหลัก ดังนั้นจึงเป็นส่วนขยายที่พร้อมใช้งานของระบบใดๆ ที่มีความยาว มวล และเวลา Stephen Dresner [ 7 ]ให้หน่วยไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้มาในทั้งระบบฟุต-ปอนด์-วินาทีและฟุต-สลัก-วินาที ในทางปฏิบัติ หน่วยเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับระบบเซนติเมตร-กรัม-วินาที ตารางวิกฤตสากลปี 1929 ให้สัญลักษณ์และระบบ fpse = ระบบไฟฟ้าสถิต FPS และ fpsm = ระบบแม่เหล็กไฟฟ้า FPS ภายใต้การแปลงสำหรับประจุ มีดังต่อไปนี้ คู่มือเคมีและฟิสิกส์ CRC ปี 1979 (ฉบับที่ 60) ยังระบุ fpse และ fpsm เป็นตัวย่อมาตรฐานด้วย
- แม่เหล็กไฟฟ้า FPS (EMU, stat-)
- 1 หน่วย fpsm = 117.581866 หน่วย cgsm (ไบโอท-วินาที)
- ไฟฟ้าสถิต FPS (ESU, ab-)
- 1 หน่วย fpse = 3583.8953 หน่วย cgse (แฟรงคลิน)
- 1 หน่วย fpse = 1.1954588×10 −7คูลอมบ์สัมบูรณ์
หน่วยของแสง
เทียนและฟุตแคนเดิลเป็นหน่วยวัดแสงหน่วยแรกที่กำหนดไว้ในพระราชบัญญัติก๊าซเมโทรโพลิแทน (ค.ศ. 1860) [ 8 ] ฟุต แคนเดิลคือความเข้มของแสงที่ระยะ 1 ฟุตจากเทียนมาตรฐานหน่วยเหล่านี้ได้รับการยอมรับในระดับสากลในปี ค.ศ. 1881 และนำมาใช้ในระบบเมตริก[ 9 ]
การแปลง
เมื่อพิจารณา ร่วมกับข้อเท็จจริงที่ว่าคำว่า "น้ำหนัก" ถูกใช้สำหรับแรงโน้มถ่วงในบริบททางเทคนิคบางอย่าง (ฟิสิกส์ วิศวกรรม) และสำหรับมวลในบริบทอื่นๆ (การค้า กฎหมาย) [ 10 ]และความแตกต่างมักไม่สำคัญในทางปฏิบัติ การอยู่ร่วมกันของระบบ FPS ที่แตกต่างกันทำให้เกิดความสับสนเกี่ยวกับลักษณะของหน่วย "ปอนด์" ความสัมพันธ์กับหน่วยเมตริกสากลแสดงเป็นกิโลกรัม ไม่ใช่นิวตัน และในสมัยก่อนถูกกำหนดโดยใช้ต้นแบบมวลเพื่อเปรียบเทียบกับเครื่องชั่งสองจานซึ่งไม่คำนึงถึงความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงในท้องถิ่น
ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2502 มาตรฐานหน่วยวัดน้ำหนักเท้าและปอนด์ของแต่ละประเทศได้ถูกแทนที่ด้วยหน่วยวัดน้ำหนักเท้าสากลที่มีขนาดแม่นยำเท่ากับ...0.3048 เมตรและเงินปอนด์สากลที่เท่ากับ...0.453 592 37 กก.ทำให้การแปลงระหว่างระบบเป็นเรื่องง่ายด้วยการคำนวณทางคณิตศาสตร์ การแปลงสำหรับปอนด์ดัลกำหนดโดย 1 pdl = 1 lb·ft/ s² =0.138 254 954 376 N (อย่างแม่นยำ) [ 1 ]
ในการแปลงระหว่างระบบ FPS สัมบูรณ์และระบบ FPS ตามแรงโน้มถ่วง จำเป็นต้องกำหนดค่าความเร่งมาตรฐานgซึ่งใน EE จะเชื่อมโยงปอนด์-มวลกับปอนด์-แรง
แม้ว่าค่า gจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งบนพื้นผิวโลกอย่างเคร่งครัด แต่ตั้งแต่ปี 1901 เป็นต้นมา ในบริบทส่วนใหญ่ ค่า g จะถูกกำหนดไว้ที่g 0 = อย่างแม่นยำ9.806 65 ม./วินาที² ≈ 32.174 05 ฟุต/วินาที² ( แรงโน้มถ่วงมาตรฐาน ) [ 1 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ระบบหน่วยฟุต-ปอนด์-วินาที
ระบบ ฟุต-ปอนด์-วินาที ( ระบบ FPS ) เป็นระบบหน่วยที่สร้างขึ้นจากหน่วยพื้นฐานสามหน่วย ได้แก่ฟุตสำหรับความยาวปอนด์(avoirdupois)สำหรับมวลหรือแรง(ดูด้านล่าง) และวินาทีสำหรับเวลา
ตัวแปร
โดยรวมแล้ว รูปแบบต่างๆ ของระบบ FPS เป็นระบบที่พบได้บ่อยที่สุดในเอกสารทางเทคนิคภาษาอังกฤษจนถึงกลางศตวรรษที่ 20 [ 1 ]
ปอนด์ในฐานะหน่วยมวล
เมื่อใช้ปอนด์เป็นหน่วยวัดมวล แก่นของ ระบบที่สอดคล้องกัน จะคล้ายคลึงและเทียบเท่ากันในเชิงฟังก์ชันกับชุดย่อยที่สอดคล้องกันของ ระบบหน่วยสากล (SI) โดยใช้ เมตร กิโลกรัม และวินาที (MKS) และ ระบบหน่วยเซนติเมตร-กรัม-วินาที (CGS) ในอดีต ระบบนี้มักเรียกว่า...
ปอนด์ในฐานะหน่วยแรง
ระบบ FPS ทางเทคนิค หรือ แรงโน้มถ่วง [ 6 ] หรือ ระบบแรงโน้มถ่วงของอังกฤษ เป็นรูปแบบที่สอดคล้องกันของระบบ FPS ที่พบได้ทั่วไปในหมู่วิศวกรในสหรัฐอเมริกา โดยใช้ ปอนด์-แรง เป็นหน่วยพื้นฐานของแรงแทนที่จะใช้ปอนด์เป็นหน่วยพื้นฐานของมวล