باوند (قوة)

الموسوعة الحرة

الرطل من القوة أو الرطل-القوة (رمزه: lbf ، [ 1 ] وأحيانًا lb f ، [ 2 ] ) هو وحدة قوة تستخدم في بعض أنظمة القياس ، بما في ذلك وحدات الهندسة الإنجليزية [ a ] ونظام القدم-الرطل-الثانية . [ 3 ]

لا ينبغي الخلط بين قوة الرطل وكتلة الرطل (lb)، والتي تسمى غالبًا ببساطة "الرطل"، وهي وحدة كتلة ؛ ولا ينبغي الخلط بينهما وبين قدم-رطل (ft⋅lbf)، وهي وحدة طاقة ، أو رطل-قدم (lbf⋅ft)، وهي وحدة عزم الدوران .

التعريفات

تُعادل وحدة الباوند-فورس قوة الجاذبية المؤثرة على كتلة مقدارها باوند واحد على سطح الأرض . ومنذ القرن الثامن عشر، استُخدمت هذه الوحدة في القياسات منخفضة الدقة، حيث يمكن إهمال التغيرات الطفيفة في جاذبية الأرض (التي تختلف من خط الاستواء إلى القطب بنسبة تصل إلى نصف بالمئة) بأمان. [ 4 ]

إلا أن القرن العشرين جلب معه الحاجة إلى تعريف أكثر دقة، مما استلزم وجود قيمة موحدة للتسارع الناتج عن الجاذبية.

منتج بالرطل الإندونيسي والوزن القياسي

القوة-الرطل هي حاصل ضرب رطل واحد ( 0.45359237 كجم بالضبط ) في التسارع القياسي للجاذبية الأرضية ، والذي يبلغ حوالي 32.174049 قدم/ثانية مربعة (9.80665 متر/ثانية مربعة ) . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]   

تؤدي القيم القياسية لتسارع مجال الجاذبية القياسي ( g <sub>n</sub> ) والرطل الدولي (lb) إلى قوة رطل تساوي 32.174049 قدم - رطل / ثانية²  ( 4.4482216152605 نيوتن ) . [ ب ]​ 

1رطل=1رطل×زن=1رطل×9.80665مs2/0.3048مقدم≈1رطل×32.174049وتs2≈32.174049وت⋅لبs21رطل=1رطل×0.45359237كيلوغرامرطل×زن=0.45359237كيلوغرام×9.80665مs2=4.4482216152605شمال{\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}}}

يمكن إعادة صياغة هذا التعريف باستخدام مفهوم " السلاج" . كتلة السلاج 32.174049  رطل. و"الرطل-قوة" هو مقدار القوة اللازمة لتسريع السلاج بمعدل 1/21  قدم/ثانية مربعة ، لذا:

1رطل=1سبيكة×1قدمs2=1سبيكة⋅قدمs2{\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}}}

التحويل إلى وحدات أخرى

وحدات القوات
  • v
  • ت
  • هـ
نيوتنداينزقوة الكيلوجرامات كيلوبوندجنيهاتباوندلز
1 شمال ≡  1 كجم ⋅ م ⁄ ث 2 = 100000 داين​  ≈ 0.101 97 كجم  ≈ 0.224 81 رطل  ≈ 7.233 01 pdl  
1 داين =  1 × 10 −5 نيوتن ≡  1 غ ⋅ سم ⁄ ث 2 ≈ 1.019 72 × 10 −6 كجم  ≈ 2.24809 × 10⁻⁶ رطل​​  ≈ 7.233 01 × 10 −5 pdl  
1 كجم = 9.806 65 نيوتن  = 980665 داين​  ≡ g n × 1 kg    ≈ 2.204 62 رطل  ≈  70.9316 pdl 
1 رطل ≈ 4.448 22 نيوتن  ≈ 444822 داين​  ≈ 0.453 59 كجم  ≡ غرام × 1 رطل / 0.3048 متر / قدم​​       ≈  32.1740 pdl 
1 pdl ≈ 0.138 25 نيوتن  ≈ 13825.5 داين​  ≈ 0.014 10 كجم  ≈ 0.031 08 رطل  ≡  1 رطل متر ⋅ قدم ⁄ ثانية 2 

نظام وحدات القدم-الرطل-الثانية (FPS)

في بعض السياقات، يُستخدم مصطلح "الرطل" حصراً تقريباً للإشارة إلى وحدة القوة وليس وحدة الكتلة. في هذه التطبيقات، تُفضّل وحدة الكتلة "السلاج"، أي رطل قوة⋅ ثانية مربعة /قدم. في سياقات أخرى، تشير وحدة "الرطل" إلى وحدة الكتلة . الرمز الدولي القياسي للرطل كوحدة كتلة هو lb. [ 8 ]

ثلاثة مناهج لوحدات الكتلة والقوة أو الوزن [ 9 ] [ 10 ]
  • v
  • ت
  • هـ
قاعدة		قوةوزنكتلة
القانون الثاني للحركةم = ق / أ​​F = W ⋅ a / g​​F = m ⋅ a
نظامBGجنرال موتورزEEمAECGSإم تي إسSI
التسارع ( أ )قدم/ثانية 2م/ث 2قدم/ثانية 2م/ث 2قدم/ثانية 2غالم/ث 2م/ث 2
الكتلة ( م )سبيكةهيولكتلة الرطلكيلوغرامجنيهغرامطنكيلوغرام
القوة ( F )، الوزن ( W )جنيهكيلوبوندقوةكيلوبوندباوندالداينsthèneنيوتن
الضغط ( p )رطل لكل بوصة مربعةبيئة تقنيةقوة بالرطل لكل بوصة مربعةجو قياسيباوندال لكل قدم مربعباريفطيرةباسكال

في الأنظمة الهندسية (العمود الأوسط)، يُعادل وزن وحدة الكتلة (رطل-كتلة) على سطح الأرض تقريبًا وحدة القوة (رطل-قوة). وهذا مناسب لأن رطلًا واحدًا من الكتلة يُؤثر بقوة رطل واحد بفعل الجاذبية. مع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه على عكس الأنظمة الأخرى، لا تُساوي وحدة القوة وحدة الكتلة مضروبة في وحدة التسارع [ 11 ] ، إذ يتطلب استخدام قانون نيوتن الثاني ، ق = ك × ت ، عاملًا آخر، ج ج ، والذي يُؤخذ عادةً بقيمة 32.174049  (رطل-قدم)/(رطل-قوة- ثانية² ). أما الأنظمة المطلقة فهي أنظمة وحدات متماسكة : فباستخدام السلاج كوحدة للكتلة، يتجنب نظام FPS الجاذبي (العمود الأيسر) الحاجة إلى مثل هذا الثابت. النظام الدولي للوحدات ( SI) هو نظام متري مطلق، حيث الكيلوغرام والمتر هما وحدتاه الأساسيتان.

رطل من قوة الدفع

يُعدّ مصطلح "باوند قوة الدفع" اسمًا بديلًا لمصطلح "باوند القوة" في سياقات محددة. ويُستخدم بكثرة في المصادر الأمريكية المتعلقة بمحركات الطائرات النفاثة والصواريخ، والتي لا يزال بعضها يستخدم رمز "باوند قوة الدفع" (FPS). على سبيل المثال، بلغت قوة الدفع الناتجة عن كلٍّ من معززي الصواريخ الصلبة في مكوك الفضاء 3,300,000 باوند قوة (14.7 ميغا نيوتن ) ، أي ما مجموعه 6,600,000 باوند قوة (29.4 ميغا نيوتن) . [ 12 ] [ 13 ]  

انظر أيضاً

ملاحظات ومراجع

  1. ↑ على الرغم من اسمه، فإن هذا النظام يعتمد على الوحدات العرفية للولايات المتحدة ويستخدم فقط في الولايات المتحدة.
  2. ↑ يُعرَّف الجنيه الإسترليني الدولي (أفواردوبوا) بأنهبالضبط0.453 592 37  كجم .
  1. ↑ رموز الأحرف القياسية لوحدات القياس (وحدات النظام الدولي للوحدات، ووحدات البوصة-الرطل المعتادة، ووحدات أخرى معينة)، IEEE Std 260.1™-2004 (مراجعة IEEE Std 260.1-1993)
  2. ↑ فليتشر، ليروي س.؛ شوب، تيري إي. (1978)، مقدمة في الهندسة ، برنتيس هول، ISBN 978-0135018583، LCCN 77024142 ، مؤرشف من الأصل في 2019-12-06 ، تم استرجاعه في 2017-08-03 . 257​
  3. ↑ "الكتلة والوزن" . engineeringtoolbox.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18-08-2010 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 03-08-2010 .
  4. ↑ يختلف التسارع الناتج عن الجاذبية على سطح الأرض، ويزداد بشكل عام من حوالي 32.1 قدم/ثانية مربعة (9.78 م/ثانية مربعة ) عند خط الاستواء إلى حوالي 32.3 قدم/ثانية مربعة (9.83 م/ثانية مربعة ) عند القطبين.
  5. ↑ BS 350 : الجزء 1: 1974 عوامل التحويل والجداول، الجزء 1. أساس الجداول. عوامل التحويل . مؤسسة المعايير البريطانية. 1974. ص 43.  
  6. ↑ في عام 1901، أعلن المؤتمر العام الثالث للميزانية العامة ( المؤرشف بتاريخ 2012-02-07 في آلة Wayback Machine ) (القرار الثاني) ما يلي:
    القيمة المعتمدة في الهيئة الدولية للأوزان والمقاييس للتسارع القياسي الناتج عن جاذبية الأرض هي980.665  سم/ث 2 ، وهي قيمة مذكورة بالفعل في قوانين بعض الدول.
    كانت هذه القيمة هي المرجع التقليدي لحساب قوة الكيلوغرام ، وهي وحدة قوة تم التخلي عن استخدامها منذ إدخال النظام الدولي للوحدات (SI).
  7. ↑ باري ن. تايلور، دليل استخدام النظام الدولي للوحدات (SI) ، 1995، منشور خاص رقم 811 من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، الملحق ب، ملاحظة 24
  8. ↑ معيار IEEE 260.1™-2004، رموز الأحرف القياسية لوحدات القياس (وحدات النظام الدولي للوحدات، ووحدات البوصة-الرطل المعتادة، ووحدات أخرى معينة)
  9. ↑ كومينغز، إي دبليو (1940). "وحدات الهندسة الإنجليزية وأبعادها". الكيمياء الصناعية والهندسية . 32 (7): 984-987 . doi : 10.1021/ie50367a028 .
  10. ↑ كلينكنبيرغ، أدريان (1969). "نظام الوحدات الهندسية الأمريكي وثابت أبعاده g c ". الكيمياء الصناعية والهندسية . 61 (4): 53-59 . doi : 10.1021/ie50712a010 .
  11. ↑ وحدة التسارع هي وحدة المسافة مقسومة على مربع وحدة الزمن.
  12. ↑ "صواريخ الإطلاق الفضائية - مكوك الفضاء" . www.braeunig.us . مؤرشف من الأصل في 6 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه في 16 فبراير 2018. قوة الدفع: قوة دفع إجمالية 29.36 ميغا نيوتن (أقصى قوة دفع عند الإطلاق تنخفض بمقدار الثلث بعد 50 ثانية).
  13. ↑ ريتشارد مارتن (12 يناير 2001). "من روسيا، بقوة مليون باوند" . wired.com . مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 25 نوفمبر 2019 .

مصادر عامة

  • أوبيرت، إدوارد ف. (1948). الديناميكا الحرارية . نيويورك: شركة دي جيه ليجيت للنشر. الفصل الأول "مسح الأبعاد والوحدات"، الصفحات 1-24.