Tom Lodgsons klassiske lærebog Orbital Mechanics: Theory and Applications måler ofte energi i fodpund, som jeg altid havde tænkt at måle drejningsmoment. Bogen definerer det ikke. Er det den arkaiske fodpundkraft [sic], eller tyngdepotentialenergien fra et pund hejst en fod i et konstant tyngdefelt eller noget andet? (Er denne enhed stadig i brug inden for rumfart? eller i andre felter?)
Kommentarer
- Det ' er bestemt sandt, at det samme sæt af enheder kan beskrive flere situationer. Se f.eks. på nogle af konstruktionstabellerne i NIST-standarden SP811
Svar
Er det … tyngdepotentialenergien i et pund hejst en fod i et konstant tyngdefelt …?
Ja det er det faktisk!
For at være energi skal pundet være parallelt med foden.
$$ E = \ int \ mathbf {F} \ cdot d \ mathbf {s} $$
For at være drejningsmoment skal pundet være vinkelret på foden
$$ \ tau = \ mathbf {r} \ times \ mathbf {F} $$
1 fodpund (eller pundfod) energi er 9,81 (m / s ^ 2) / 2,2 (kgf / lb) / 3.3 (ft / m) = 1,35 Joule.
Kommentarer
- @RussellBorogove i fysik er de og skal være de samme ting. Ordren kan ikke have noget, så jeg ' m tvunget til at slå min fod og holde mig til mine principper.
- Den sidste linje her understreger, at mine to gætter på enhed ' betyder er ækvivalente. Bingo!
- Dejlig ordspil … og den uvaskede rabler (som jeg derfor må være medlem af) bruger også lb-ft og ft-lb om hinanden.
- Re, " parallel, " … " lodret ", … Denne beskrivelse maskerer sandheden noget. For at være energi skal det objekt, som kraftpunden påføres, bevæge sig en fod i retning af kraften. For at være drejningsmoment behøver intet at bevæge sig, men kraftpunden skal påføres et punkt, der er en fod væk fra rotationsaksen, og radius og akse og kraften skal alle være gensidigt vinkelrette.
- Jeg tror det ville være indlysende for en fysiker. Måske ikke så indlysende for nogen, der kæmper for at forstå, hvordan drejningsmoment og energi kan synes at være specificeret med de samme enheder (dvs. for den fyr, der stillede det originale spørgsmål.)
Svar
Fodpund eller pundfod er synonyme og repræsenterer det aritmetiske produkt af pund (kraft) og fod (længde).
Pundet (kraft) er vægten af et pund (masse) på jordens overflade (noget upræcist, fordi jordens tyngdefelt varierer afhængigt af din placering, og en genstands effektive vægt vil blive påvirket af centrifugalkraften på grund af jordens rotation, igen afhængig af placering).
Som en enhed af energi er det energien til at anvende en kraft på et pund over en fods afstand. Det svarer til at hæve en -pundmasse en fod i højden, ja … fordi.
Som en momentenhed er det drejningsmomentet, der skyldes en tangentkraft på 1 pund, der påføres i en fods afstand fra rotationsaksen .
Det samme kunne siges om Newton-måleren (eller meter-Newton, men det udtrykkes aldrig sådan); som en enhed af energi er det en Newton-kraft, der påføres over en meters afstand; som momentenhed er det en Newton-tangentkraft, der påføres i en afstand af en meter fra rotationsaksen, bortset fra at Newton specifikt er en kraftenhed med en præcis definition, hvor pund kan være enten kraft eller masse og pund (kraft) mangler en præcis definition.
Målesystemet, der inkluderer pund og fødder, har en lang historie. Da den udviklede sig, var variationen i Jordens tyngdefelt og dens indvirkning på vægten og målene, der var afhængige af den, ikke forstået, var ikke målbar og / eller var ikke væsentlig for datidens tekniske problemer. Kultur, historie og fortrolighed holder disse vægte og mål i brug på trods af den akavede og fordele ved metric.
Kommentarer
-
+1for grundigt svar / forklaring
Svar
Ifølge Wikipedia fodpund og fodpundkraft er synonymt:
Fodpundkraften (symbol : ft⋅lbf eller ft⋅lb) er en arbejdsenhed eller energi i Engineering og Gravitational Systems i USA sædvanlige og kejserlige måleenheder. Det er den energi, der overføres ved anvendelse af en kraft på et pund-kraft (lbf) gennem en lineær forskydning af en fod.
Det er lig med 1.356 Joule.
Momentenheden er pundfoden, ikke fodpund.
Kommentarer
- Men pundfod bruges også til drejningsmomenter.
- Ja, jeg tog fejl ved lb-ft vs ft-lb. Jeg ' Jeg indrømmer også, at wikipedia ' s påstand ft-lbf = ft-lb var sandt for tredive år siden, da Tom begyndte at forelæse. Lad ' s se, hvad andre rapporterer …
- Per @uhoh ' s svar, både for energi og drejningsmoment, når du nedbryder den matematiske stenografi i integralet og tværproduktet, ender du med enhederne, der er en kraft gange en afstand. Multiplikation er kommutativ, så kraft gange afstand svarer til afstand gange kraft. Sondring mellem pund-fod og fod-pund er ikke ' t fysik, det ' s semantik.