Il classico libro di testo di Tom Lodgson Orbital Mechanics: Theory and Applications misura frequentemente lenergia in piedi per libbra, che avevo sempre pensato di misurare la coppia. Il libro non lo definisce. È larcaica forza-libbra del piede [sic], o lenergia potenziale gravitazionale di una libbra ha sollevato un piede in un campo gravitazionale costante, o qualcosaltro? (Questa unità è ancora in uso nel settore aerospaziale o in altri campi?)

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  • ' è certamente vero che lo stesso insieme di le unità possono descrivere più situazioni. Dai unocchiata, ad esempio, ad alcune delle tabelle delle costanti nello standard NIST SP811

Answer

È … lenergia potenziale gravitazionale di una libbra ha sollevato un piede in un campo gravitazionale costante …?

Sì, lo è!

Per essere energia, la libbra deve essere parallela al piede.

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

Per essere coppia, la libbra deve essere perpendicolare al piede

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

1 piede per libbra (o libbra piede) di energia è 9,81 (m / s ^ 2) / 2,2 (kgf / lb) / 3,3 (ft / m) = 1,35 Joule.

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  • @RussellBorogove in fisica sono, e devono essere, gli stessi cosa. Lordine non può avere importanza, quindi ' sono costretto a battere i piedi e ad attenermi ai miei principi.
  • Lultima riga qui sottolinea che le mie due ipotesi per il Il significato di unità ' è equivalente. Bingo!
  • Delizioso gioco di parole … e la marmaglia non lavata (di cui devo quindi essere un membro) usa in modo intercambiabile lb-ft e ft-lb.
  • Re, " parallelo, " … " perpendicolare ", … Questa descrizione maschera in qualche modo la verità. Per essere energia, loggetto a cui viene applicata la libbra di forza deve muovere un piede nella direzione della forza. Per essere coppia, nulla deve muoversi, ma la libbra di forza deve essere applicata a un punto che si trova a un piede di distanza dallasse di rotazione e il raggio, lasse e la forza devono essere tutti reciprocamente perpendicolari.
  • Immagino che sarebbe ovvio per un fisico. Forse non è così ovvio per qualcuno che sta lottando per capire come la coppia e lenergia possano sembrare specificate con le stesse unità (cioè, per il ragazzo che ha posto la domanda originale.)

Risposta

Piede-libbra o libbra-piede sono sinonimi e rappresentano il prodotto aritmetico di libbra (forza) e piede (lunghezza).

La libbra (forza) è il peso di una libbra (massa) sulla superficie terrestre (alquanto imprecisa perché il campo gravitazionale terrestre varia a seconda della posizione e il peso effettivo di un oggetto sarà influenzato dalla forza centrifuga a causa della rotazione della Terra, di nuovo dipendente dalla posizione).

Come unità di energia, è lenergia dellapplicazione di una forza di una libbra su una distanza di un piede. Equivale a sollevarne una -pound massa un piede in altezza, beh … perché.

Come unità di coppia, è la coppia risultante da una forza tangente di una libbra applicata a una distanza di un piede dallasse di rotazione .

Lo stesso si potrebbe dire del Newton-metro (o metro-Newton, ma non è mai stato espresso in questo modo); come unità di energia, è una forza di un Newton applicata su una distanza di un metro; come unità di coppia, è una forza tangente di un Newton applicata a una distanza di un metro dallasse di rotazione, tranne per il fatto che il Newton è specificamente ununità di forza con una definizione precisa in cui la libbra può essere forza o massa e libbra (forza) manca di una definizione precisa.

Il sistema di misurazione che include libbre e piedi ha una lunga storia. Quando si è sviluppato, la variabilità del campo gravitazionale della Terra e il suo impatto sui pesi e sulle misure che dipendevano da esso non erano stati compresi, non erano misurabili e / o non erano significativi per i problemi ingegneristici dellepoca. Cultura, storia e familiarità mantengono questi pesi e misure in uso nonostante limbarazzo e i vantaggi della metrica.

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  • +1 per una risposta / spiegazione approfondita

Risposta

Secondo Wikipedia piede-libbra e piede-libbra-forza sono sinonimi:

Il piede libbra-forza (simbolo : ft⋅lbf o ft⋅lb) è ununità di lavoro o energia nellingegneria e nei sistemi gravitazionali nelle unità di misura abituali e imperiali degli Stati Uniti. È lenergia trasferita applicando una forza di una libbra-forza (lbf) attraverso uno spostamento lineare di un piede.

È uguale a 1,356 Joule.

Lunità di coppia è libbra-piede, non piede-libbra.

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  • Ma pound-foot viene utilizzato anche per le coppie.
  • Sì, mi sbagliavo su lb-ft vs ft-lb. ' ammetto anche che laffermazione di wikipedia ' ft-lbf = ft-lb era vera trentanni fa quando Tom iniziò a tenere lezioni. Consenti a ' cosa riportano gli altri …
  • Per @uhoh ' risposta, sia per lenergia che coppia, quando scomponi la stenografia matematica nellintegrale e nel prodotto incrociato, finisci con le unità che sono una forza per una distanza. La moltiplicazione è commutativa, quindi la forza per la distanza è equivalente alla distanza per la forza. La distinzione tra libbra-piede e piede-libbra non è ' t fisica, è ' s semantica.

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