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주어진:

내 열역학 텍스트는 다음과 같습니다.

SI 단위에서 힘 단위는 뉴턴 ( ) 이며 비율로 의 질량을 가속하는 데 필요한 힘으로 정의됩니다 . 영어 시스템에서 힘 단위는 파운드 힘 ( )이며 속도로 (1 slug) 의 질량을 가속하는 데 필요한 힘으로 정의됩니다 $N$ $1\cdot kg$ $1\cdot\frac{m}{s^2}$ $lbf$ $32.174\cdot lbm$ $1\cdot\frac{ft}{s^2}$ . 그건...

1 \cdot N = 1 \cdot k g \times 1 \cdot \frac{m}{s^{2}}

$1\cdot N = 1\cdot kg\times1\cdot\frac{m}{s^2}$

1 \cdot l b f = 32.174 \cdot l b m \cdot \times 1 \cdot \frac{f t}{s^{2}}

$1\cdot lbf = 32.174\cdot lbm\cdot\times1\cdot\frac{ft}{s^2}$

질문:

STP 조건과 같은 모든 실제적인 목적 또는 중력으로 인해 반올림 해수면 가속과 같은 근접, 나는다음과 같은 방식으로를생각할 수? $32.2\frac{ft}{s^2}$ $(101\cdot kPa)$ $lbf$

W = 1 \cdot l b f = 1 \cdot l b m \times 32.174 \cdot \frac{f t}{s^{2}}

$W=1\cdot lbf=1\cdot lbm \times 32.174\cdot\frac{ft}{s^2}$

SI 단위로 질량이 (해수면에서도) 인 물체의 무게 $1\cdot kg$

W = 9.81 \cdot N = 1 \cdot k g \times 9.81 \cdot \frac{m}{s^{2}}

$W=9.81\cdot N=1\cdot kg\times9.81\cdot\frac{m}{s^2}$

예 또는 아니오와 왜?

mechanical-engineering thermodynamics international

— 줄스 맨슨
소스

"STP 조건"이 무엇을 의미하는지 잘 모르겠습니다. 당신은 명확히 할 수 있습니까?

— AndyT

2

@AndyT STP 는 표준 온도 및 압력을 나타냅니다. 정확한 정의가 있지만 기본적으로 해수면의 실내 온도를 의미합니다.

— Chris Mueller

2

나는 1960 년대에 기본적으로 물리학을하면서 매우 혼란스럽고 당황스러운 파운드 질량, 파운드 힘, 파운드 및 발을 사용했습니다. 슬러그는 단기 생명의 은인이었습니다. 그 다음 60 년대 후반에 뉴턴과 킬로그램 미터로 SI가 나왔습니다. 물리학 교사로서 나의 경력을 보냈지 만 이것을 고려하지 않았을뿐 아니라 SI의 단순성을 위해 !!

— Graham

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은 기본 장치가 아닙니다. 슬러그가 기본 장치입니다. $Lb_m$

$32.2\ lb_m = 1\ slug$

을 로 변환하려면 : $1\ lb_m$ $lb_f$

$1\ lb_m * \frac{1\ slug}{32.2\ lb_m} * 32.2 \frac{ft}{s^2} = 1\ lb_f$

따라서 은 STP에서 지구상에서 를 산출 합니다. $1\ lb_m$ $1\ lb_f$

이 비디오 는 그것을 설명하는 훌륭한 일을합니다.

— 제임스 쾰린
소스

2

이 답변은 잘못되었습니다. 슬러그는 일반적인 미국 시스템의 기본 질량 단위 가 아닙니다 . 파운드 (질량)는 슬러그는 미국 과학자들과 엔지니어들이

(

와 반대로 힘이 파운드 힘에있을 때 뉴턴의 두 번째 법칙의 형태, 질량이 파운드, 가속은 초당 피트 제곱입니다). 파운드는 오랫동안 오랫동안 사용되어 왔습니다. 이 슬러그는 아직 한 세기가되지 않았습니다.

F = m a

$F=ma$

F = k m a

$F=kma$

— David Hammen

6

교재가 불완전합니다. 뉴턴의 법칙은 보통 작성 됩니다. SI 질량 단위는 이고 힘의 단위는 입니다. SI의 장점 중 하나는 질량과 힘 (특히 무게)의 차이를 명확히한다는 것입니다. 오래된 영국 제국 시스템에는 여러 가지 옵션이 있습니다. $F=ma$ $kg$ $N$

우리는 파운드 단위로 질량을 측정 할 수 있습니다 . ; 대응하는 힘 유닛은 거의 사용되지 않는 poundal 인 . $lbm$ $pdl$
우리는 파운드 단위로 힘을 측정 할 수 있습니다 . ; 해당 질량 단위는 입니다. $lbf$ $slug$

그러나 동일한 문서에 및 가 표시되는 경우가 종종 있습니다 . 이것은 완벽하게 수용 가능합니다 : 그것은 중력 가속도를 사용하여 뉴턴의 법칙을 정규화하는 것과 동일합니다. . 혼란을 야기하는 것은 이것을 진술하지 않는 것입니다. $lbm$ $lbf$ $F=ma/g$

— rdt2
소스

4

1 파운드 질량은 1 g 중력에서 1 파운드 무게의 질량입니다. 대부분의 실제 경우에, 파운드 질량과 파운드 무게는 지구 표면에서 같은 양의 물건을 정의합니다.

파운드 질량을 정의하기 위해 Newton의 F = mA의 법칙을

m = F / A

그런 다음 파운드 코드를 얻기 위해 특정 사항을 연결하십시오.

1 파운드 질량 = (1 파운드 힘) / (32.174 ft / s²)

— 올린 라스 롭
소스

4

여기에 약간의 혼란이있는 것 같습니다. 영어 (미국식) 시스템에서 "공식적인"질량 측정은 슬러그입니다. 32.2 lbm = 1 슬러그로 밝혀졌습니다. 따라서 방정식 F = MA에 연결하려면 슬러그에서 M, ft / sec에서 A, lbf에서 F를 사용할 수 있습니다. 그리고 누군가가 말했듯이, "표준"중력에서 1 lbm은 1 lbf를지지합니다 (무게). 중요한 계산을 수행하려면 모든 lbm 지정을 제거하고 모든 것을 슬러그로 변환하는 것이 가장 좋습니다.

— 게리 케이시
소스

4

lbf에는 두 가지 정의와 Poundal이라는 친구가 있습니다

(1) EE 시스템

l b f := \frac{l b m * 32.174049 f t}{s^{2}}

$lbf := \frac{lbm*32.174049ft}{s^2}$

l b f = \frac{1 s l u g}{32.174049 l b m} \frac{1 l b m * 32.174049 f t}{s^{2}}

$lbf = \frac{1slug}{32.174049lbm}\frac{1lbm*32.174049ft}{s^2}$

:= \frac{s l u g * f t}{s^{2}}

$:= \frac{slug*ft}{s^2}$

최종 솔루션을 적절하게 적용하려면 작업중인 단위 시스템의 기본 단위를 알고 있어야합니다. 두 형태 모두 맞습니다!

(3) AE 시스템

p d l = \frac{1}{32.174049} \frac{l b m * 32.174049 f t}{s^{2}}

$pdl = \frac{1}{32.174049}\frac{lbm*32.174049ft}{s^2}$

:= \frac{l b m * f t}{s^{2}}

$:=\frac{lbm*ft}{s^2}$

기본적으로 (1), (2) 및 (3)은 모두 32.174049로 나누어 지지만 그것이 언제, 어떻게 그것이 모든 차이를 만드는지입니다.

lbf는 시스템의 기본 단위를 알고 있습니다. lbf는 현재 기호 양식으로 존재하는 한 항상 모호한 문제입니다. 나는 단위 슬러그와 함께 (2) lbf에 sdl 을 채택 할 것을 제안 할 것 입니다. 파운드의 모호성은 특이한 처벌 lb, lbs, lbm, lbf, lbf입니다 ...

— 티모시 LJ 스튜어트
소스

4

나는 역학 교수의 "lbm과 lbf 사이에는 차이가 없다"는 선언에 대한 응답으로이 논문을 썼습니다. 뒤이어 학생들의 토론은 위의 진술의 오용에서 비롯된 거대한 개념 오류를 드러 냈습니다. 그것은 코미디 구호를 가지고 있기 때문에 더 견딜 만합니다.) 즐기십시오!

lbm-lbf 관계 : 중요한 이유

Kevin McConnell 저

파운드 질량과 파운드 힘 사이에 실제로 차이가 있습니까? 많은 사람들이“도대체 파운드는 무엇입니까?”라고 물을 수도 있습니다. 글쎄, 당신은이 간단한 질문을 둘러싼 혼란에 대해 6 학년 물리 교사 (혹은 당신을 잘못 인도했을 수도있는 누군가)를 손가락으로 가리킬 수 있습니다. 그러나 걱정하지 마십시오. 새로운 것을 배우기에는 결코 늦지 않습니다.

여기에 궁리해야 할 것이 있습니다. 스케일을 밟고 "150"이라고 읽습니다. 스케일을 판독하면 "파운드"단위를 제공 할 수도 있습니다. 음, 스케일은 물체가 가하는 힘의 양을 측정합니다. 따라서 단위가 lbf (파운드 포스)라고 가정 할 수 있습니다. 물리학 교사는 파운드 질량과 파운드 힘 사이에 차이가 없으므로 몸이 150 파운드의 질량으로 구성되어 있음을 의미해야한다고 말했습니다. 물리학 교사는 당신에게 그 관계가 존재하기 위해 반드시 숨겨져있는 숨겨진 가정이라고 말합니다. “파운드 질량과 파운드 힘은 같은 것입니다!”라는 진술에는 근본적으로 잘못된 것이 있습니다.

먼저, 파운드-질량은 질량의 단위이고 파운드-힘은 힘의 단위입니다 (기다리십시오… 무엇?!). 뉴턴의 두 번째 운동 법칙에 따르면 순 힘은 질량과 가속도의 곱과 동일합니다. 우리는 질량과 힘 사이에 관계가 존재한다는 것을 알 수 있지만“질량과 힘은 같은 것입니다!”라고 절대 말하지 않을 것입니다.

화성으로 여행 할 때 위에서 같은 규모를 취했다고 가정 해 봅시다. 스케일은 무엇을 읽습니까? 체중계 판독 값이 "57 lbs"인 경우 놀라실 것입니까? 아니면 체중계를 목성으로 가져 가서 체중이 "380 lbs"라고 말하면 어떻게됩니까? 물론! 앞에서 배운대로, 저울은 중력 (가속)으로 인해 작용하는 힘의 양을 측정합니다. 그리고 우리는이 행성들의 중력이 크기와 질량의 차이로 인해 다르다는 것을 알고 있습니다.

주요 개념 여러분의 질량은 행성에서 행성으로 바뀌지 않습니다. 당신의 질량에 의해 가해진 힘의 양만.

그렇다면 왜 우리는 파운드-질량과 파운드 힘 사이에 차이가 없다는 것을 계속 듣고 있습니까? 영어 단위는 지구에서 1 파운드가 1 lbf를 발휘하도록 만들어 졌기 때문에! 그리고 더 이상 고민하지 않으면, 그것이 일어나는 관계는 다음과 같습니다.

1 lbf = 32.174 lbm ft / s ^ 2

따라서 사람들이 말하려고하는 진술은“지구에서 파운드 질량이 중력에 영향을받는 파운드 질량 IS 파운드 힘”과 비슷하게 들려야합니다.이 점을 더 자세히 설명하기 위해 뉴턴 제 2 법칙을 사용하여 지구상의 lbm 객체 :

힘 = 질량 x 가속

가속 = g = 32.174 ft / s ^ 2하자 (이것은 지구의 중력 상수입니다)

F = mxg = 1 lbm x (32.174 ft / s ^ 2) = 32.174 (lbm ft) / s ^ 2

그러나 우리는 실제로 단위 lbm-ft / s2를 개념화 할 수 없으므로 위의 관계를 사용하여 파운드 힘 (lbf)으로 변환합니다.

F = 32.174 lbm-ft / s ^ 2 x (1 lbf / 32.174 lbm ft / s ^ 2) = 1 lbf

우리는 1 lbm이 지구상에서 1 lbf를가한다는 것을 증명했습니다! 이것이 당신에게 새로운 것이면, 당신은 오늘 밤 당신의 이해의 돌파구를 축하하기 위해 맥주를 마셔야합니다! 화성과 목성에서 왜 규모가 다르게 읽히는 지 보여주기 위해 한 걸음 더 나아가 봅시다.

'다른 주요 개념 (Nother Key Concept)'중력이 변하기 때문에 다른 행성에있는 경우 위의 관계 (식 1)는 변하지 않습니다. 이것은 말이되지 않으며 왜 그런지 알게 될 것입니다

힘 = 질량 x 가속

가속 = g = 12.176 ft / s ^ 2 (이것은 화성의 중력 상수 임)

질량 = m = 150 lbm

F = mxg = 150 lbm x 12.176 ft / s ^ 2 = 1826.4 (lbm ft) / s ^ 2

다시 한번, 위에서 설명한 관계를 사용하여이 수량을 lbm-ft / s2에서 우리가 아는 것으로 (lbf) 변환하십시오.

F = (1826.4 lbm ft / s ^ 2) x (1 lbf / 32.174 lbm ft / s ^ 2) = 56.8 lbf

비록 당신이이 개념을 굳게 이해하고 있다고 생각하더라도, 목성에서 그것을 실제로 집으로 보내도록 시도해 봅시다 :

힘 = 질량 x 가속

가속 = g = 81.336 ft / s ^ 2 (이것은 목성의 중력 상수 임)

질량 = m = 150 lbm

F = mxg = 150 lbm) x 81.336 ft / s ^ 2 x (1 lbf / 32.174 lbm ft / s ^ 2) = 379.2 lbf

이제 당신은 그것을 보았고 그것을 이해한다고 말할 수 있습니다! 자, 우리가 방금 겪은 모든 것의 중요한 포인트를 강조하겠습니다 :

파운드 질량 (lbm)과 파운드 힘 (lbf)은 동일하지 않습니다
물체의 질량은 장소마다 (즉, 지구에서 화성으로) 일정하지만, 작용하는 힘은 다르다
lbm과 lbf의 연결을 이해하려면 다음 관계가 중요합니다.

1 lbf = 32.174 lbm ft / s ^ 2

다음과 같이 누군가가 파운드-질량과 파운드-포스가 같다고 말하는 것을들을 때, 자신이“좋아요”라고 말할 수 있습니다.

— 케빈 맥코넬
소스

1

물론 가능합니다. 실제로 슬러그의 질량은 중력으로 인한 가속도에서 파생됩니다 .

— AndyT
소스

1

가능한 한 간단하게 만들고 예제를 제공 할 것입니다.

-우선 슬러그라는 단어를 무시하십시오 ... 질량의 표준 단위이므로 lbm입니다. 당신은 당신의 텍스트와 실제 99 %의 시간에 lbm이 사용 된 것을 볼 것입니다. 이 개념을 잘 이해하면 슬러그 사용에 익숙해 질 수 있습니다.

-1kg x 1m / s ^ 2의 질량을 이동시키는 데 필요한 힘으로 뉴턴을 생각하십시오

-1lbm x 32.2ft / s ^ s의 질량을 이동시키는 데 필요한 힘으로 파운드 힘 (lbf)을 생각하십시오.

위의 마지막 두 지점을 보면 뉴턴이 lbf와 매우 다르다는 것이 분명합니다.

지구 표면에서 1kg은 9.81N ... 또는 9.81kgm / s ^ 2의 힘을가합니다.
지구 표면에서 1lbm은 1lbf ... 또는 32.2lbft / s ^ 2의 힘을가합니다.

말이 되나요? ... 예를 들어 보겠습니다.

질문 : 우주 비행사가 지구상에 있다면 몸무게가 100kg (220lbs)입니까? 만약 그가 5m / s ^ 2 (16.4ft / s ^ 2)의 중력을 가진 행성에 있다면?

답변 :

지구 :

SI 단위-> 100kg * 9.81m / s ^ 2 = 981kgm / s ^ 2 = 981N

영국식 단위-> 220lbs * 32.2ft / s ^ 2 = 7084 lbmft / s ^ 2 = 220lbf

랜덤 플래닛 :

SI 단위-> 100kg * 5m / s ^ 2 = 500kgft / s ^ 2 = 500N

영국식 단위-> 220lbs * 16.4ft / s ^ 2 = 3608 lbmft / s ^ 2 = 3608 / 32.2 = 112lbf

— 플로이드
소스

0

lbm과 lbf는 동일하지 않습니다. 해수면에서 중력을 다룰 때 한 상황에서 같은 값일뿐입니다.

물 밀도 : 62.4 lbm / ft ³
노즐 면적 : 0.06 ft ²
속도 : 10 ft / s
체적 유량 = 면적 * vel = 0.6 ft ³ / s
F = dwater * 부피 유량 * vel = 374.4 lbm ft / s ²

lbf로 변환

F = 374.4 lbm ft / s ² 나누기 32.2 lbm-ft / lbf-s ² = 11.63 lbf

lbm의 수량을 lbf의 수량보다 큰 것으로 생각하는 것은 직관적이지 않습니다. 자주 교환되는 것과 같을 것으로 예상되며, 파운드는 질량 또는 힘에 사용될 수 있습니다-32.2 lbm- ft / lbf-s ² 는 단지 32.2가 아니라 중력이 아닙니다. SI 시스템에서

물의 밀도 1000 kg / m ³
노즐 면적 0.005574 m ²
속도 3.048 m / s
체적 유량 = 면적 * 속도 = .01699 m ³ / s
F = dwater * 부피 유량 * 속도 = 51.78 kg m / s ² 이것은 뉴턴이므로 51.78 N
= 32.2 피트 1 LBF / S를 ² LBM을
1 lbm = .03106 s ² / ft lbf-아주 기이합니다-변환에 단위를 추가해야한다는 점에서

어떤 질문이 나옵니다-파운드 란 ??? lbf와 lbm이 아니라면 많은 혼란을 야기하는 수학적 조작이지만 SI 시스템에도 비슷한 문제가 있습니다. 언젠가 무게를 측정 할 때는 힘을 측정하지만 SI에서는이 힘을 질량 (kg)으로 기록합니다. 우리가 이해하는 시스템을 만들 수없는 이유는 저 밖에 있습니다. 혼동은 영어 시스템에서 비롯된 것이므로 체중은 얼마인지, 질량은 얼마인지 묻지 않아야합니다. 무게가 170 lbs 대신 5,474 lbm ft / s ² 의 질량이 있다고 응답합니다. ²(170 * 32.2)-다이어트 할 시간이라고 생각합니다. 물론 이것은 말도 안됩니다. 혼돈은 과잉 일반화, 즉 1 피트 12 인치, lbf 32.2 파운드로 인해 발생하지 않습니다. 중력 상수 (gc)를 적용하기 전에 lbm (질량)을 가속해야합니다. 질량을 찾으려면 체중을 170 파운드로 국부 중력 풀을 나누고 30ft / s2 = 5.667 lbf / (ft / s2)라고 말한 다음 gc (중력 상수) 32.2 lbm- ft / (lbf-s2)로 182.5 lbm 얻기

개인적으로, 파운드 질량 (lbm)을 생각 해낸 사람은 난독증이라고 생각합니다. 그가 정말로 원한다고 생각한 것은

1 lbm * 32.2 ft / s2 = 32.2 lbf 완벽했을 것, lbf = lbm ft / s2, 그러나 몇 가지 바보 같은 이유는

1 lbm * 32.2 ft / s2 = 지구의 해수면에서 1 lbf이어야합니다. 따라서 장치를 작동 시키려면 왼쪽을 나누거나 오른쪽에 gc를 곱해야합니다 (예 : 32.2 lbm-ft / lbf-s2). 이것은 lbm이 실제로 질량 단위가 아니라 질량 중력 상수 단위 (말도 안되는)이므로 lbm에 가속도를 곱하면 힘을 얻기 전에 중력 상수를 나누어야합니다. 실수로 다른 사람이 왜 그런 단위를 생각해 낼까요 ??? 왜 우리는 그러한 단위를 정확하게 유지합니까 ???

물이 2 lbm / ft3의 밀도를 가지므로 2 lbm / ft3 * 32.2 ft / s2 = 64.4 lbf / ft2 대신

62.4 lbm / ft3 * 32.2 ft / s2 / (32.2 lbm-ft / lbs-s2) = 62.4 lbf / ft2

논리는 나를 실패 ... 제발, 누군가가 나를 계몽 ......

— 레이
소스

기존 답변에 포함되지 않은이 답변은 무엇입니까?

— agentp

이 답변은 다른 답변이 누군가를 만들 수 있다는 쉬운 오해를 지적하려고 시도합니다. 즉, lbs = 32.2 lbm은 그렇지 않습니다. lbf 또는 lbf로 변환하기 위해 질량을 "중력 상수"로 나누기 전에 가속도를 곱해야합니다. lbf를 lbm으로 변환하려면 "gravitational constant"를 곱하기 전에 가속도로 나눠야합니다. 이 점은 다른 게시물에서 누락되었습니다.

— ray

-1

여기 내가 생각하는 방법이 있습니다. lbf는 질량에 작용하는 힘입니다. 예를 들어, 욕실 저울이 측정하는 것입니다. lbm은 물체의 실제 질량입니다. 따라서 영어 단위로 F = m * a, lbf = lbm * a (일명 중력 32.2 ft / s2).

그게 내가 항상 보았던 방법입니다.

— 아론
소스

파운드 힘 (lbf) vs 파운드 질량 (lbm)

lbf에는 두 가지 정의와 Poundal이라는 친구가 있습니다

lbm-lbf 관계 : 중요한 이유