¿Cómo se define pie-libra de energía?

¿Es … la energía potencial gravitacional de una libra levantada un pie en un campo gravitacional constante …?

¡Sí, de hecho lo es!

Para ser energía, la libra debe estar paralela al pie.

$$ E = \ int \ mathbf {F} \ cdot d \ mathbf {s} $$

Para ser torque, la libra debe ser perpendicular al pie

$$ \ tau = \ mathbf {r} \ times \ mathbf {F} $$

1 pie-libra (o libra pie) de energía es 9.81 (m / s ^ 2) / 2.2 (kgf / lb) / 3.3 (ft / m) = 1.35 julios.

Comentarios

• @RussellBorogove en física son, y deben ser, lo mismo cosa. El orden no puede importar, por lo que ' me veo obligado a golpearme y ceñirme a mis principios.
• La última línea aquí enfatiza que mis dos suposiciones para unit ' s significan equivalentes. ¡Bingo!
• Juego de palabras delicioso … y la chusma sucia (de la cual debo ser miembro) también usan lb-ft y ft-lb indistintamente.
• Re, " paralelo, " … " perpendicular ", … Esa descripción enmascara un poco la verdad. Para ser energía, el objeto al que se aplica la libra de fuerza debe moverse un pie en la dirección de la fuerza. Para ser torque, nada necesita moverse, pero la libra de fuerza debe aplicarse a un punto que esté a un pie de distancia del eje de rotación, y el radio, el eje y la fuerza deben ser mutuamente perpendiculares.
• Supongo que eso sería obvio para un físico. Tal vez no sea tan obvio para alguien que está luchando por comprender cómo el torque y la energía pueden parecer especificados con las mismas unidades (es decir, para el tipo que hizo la pregunta original).

Pie-libra o libra-pie son sinónimos y representan el producto aritmético de libra (fuerza) y pie (longitud).

La libra (fuerza) es el peso de una libra (masa) en la superficie de la Tierra (algo impreciso porque el campo de gravedad de la Tierra varía según su ubicación, y el peso efectivo de un objeto estará influenciado por la fuerza centrífuga debido a la rotación de la Tierra, nuevamente dependiendo de la ubicación).

Como unidad de energía, es la energía de aplicar una fuerza de una libra sobre una distancia de un pie. Es equivalente a elevar una -libra masa de un pie de altura, bueno … porque.

Como unidad de torque, es el torque resultante de una fuerza tangente de una libra aplicada a una distancia de un pie del eje de rotación .

Lo mismo podría decirse del Newton-metro (o metro-Newton, pero nunca se expresó de esa manera); como unidad de energía, es una fuerza de un Newton aplicada sobre una distancia de un metro; como unidad de torque, es una fuerza tangente de un Newton aplicada a una distancia de un metro del eje de rotación, excepto que Newton es específicamente una unidad de fuerza con una definición precisa donde libra puede ser fuerza o masa y libra (fuerza) carece de una definición precisa.

El sistema de medición que incluye libras y pies tiene una larga historia. Cuando se desarrolló, la variabilidad del campo gravitacional de la Tierra y su impacto en los pesos y medidas que dependían de él no se entendía, no era medible y / o no era significativo para los problemas de ingeniería de la época. La cultura, la historia y la familiaridad mantienen estos pesos y medidas en uso a pesar de la incomodidad y las ventajas de la métrica.

Comentarios

• +1 para obtener una respuesta / explicación detallada

De acuerdo con Wikipedia pie-libra y pie-libra-fuerza son sinónimos:

El pie libra-fuerza (símbolo : ft⋅lbf o ft⋅lb) es una unidad de trabajo o energía en los sistemas de ingeniería y gravitación en las unidades de medida imperiales y tradicionales de los Estados Unidos. Es la energía transferida al aplicar una fuerza de una libra-fuerza (lbf) a través de un desplazamiento lineal de un pie.

Es igual a 1.356 julios.

La unidad de torsión es libra-pie, no pie-libra.

Comentarios

• Pero libra-pie también se usa para torques.
• Sí, estaba equivocado acerca de lb-ft vs ft-lb. ' también admitiré que la afirmación de wikipedia ' ft-lbf = ft-lb era cierta hace treinta años cuando Tom comenzó a dar conferencias. Dejemos que ' s vean lo que otros informan …
• Per @uhoh ' s respuesta, tanto para energía como par, cuando descompone la abreviatura matemática en la integral y el producto cruzado, termina siendo las unidades una fuerza por una distancia. La multiplicación es conmutativa, por lo que la fuerza por la distancia es equivalente a la distancia por la fuerza. La distinción entre libra-pie y pie-libra no es ' t física, es ' s semántica.