Hispanopedia WikiEl sistema pie-libra-segundo ( sistema FPS ) es un sistema de unidades construido sobre tres unidades fundamentales: el pie para la longitud , la libra (avoirdupois) para la masa o la fuerza (véase más abajo) y el segundo para el tiempo . [ 1 ]
Variantes
En conjunto, las variantes del sistema FPS fueron el sistema más común en las publicaciones técnicas en inglés hasta mediados del siglo XX. [ 1 ]
Se pueden evitar errores y facilitar la traducción entre los sistemas etiquetando todas las magnitudes físicas de forma coherente con sus unidades. Especialmente en el contexto del sistema FPS, esto se conoce a veces como el sistema Stroud , en honor a William Stroud , quien lo popularizó. [ 2 ]
La libra como unidad de masa
Cuando se utiliza la libra como unidad de masa, el núcleo del sistema coherente es similar y funcionalmente equivalente a los subconjuntos correspondientes del Sistema Internacional de Unidades (SI), que utiliza el metro, el kilogramo y el segundo (MKS), y el sistema anterior de unidades centímetro-gramo-segundo (CGS). Este sistema se conoce a menudo como el Sistema Inglés Absoluto .
En este subsistema, la unidad de fuerza es una unidad derivada conocida como poundal . [ 1 ]
El símbolo estándar internacional para la libra como unidad de masa en lugar de fuerza es lb. [ 5 ]
En 1861, Joseph David Everett propuso la dina y el ergio métricos como unidades de fuerza y energía en el sistema FPS.
El Diccionario de medidas métricas y otras medidas útiles de Latimer Clark de 1891 [ 6 ] contiene celo (aceleración), vel o velo (velocidad) y pulse (momento) como nombres propuestos para unidades absolutas de FPS.
Libra como unidad de fuerza
El sistema FPS técnico o gravitacional [ 7 ] , o sistema gravitacional británico, es una variante coherente del sistema FPS más común entre los ingenieros de Estados Unidos. Utiliza la libra-fuerza como unidad fundamental de fuerza en lugar de la libra como unidad fundamental de masa.
En este subsistema, la unidad de masa es una unidad derivada conocida como slug . [ 1 ]
En el contexto del sistema FPS gravitacional, la libra-fuerza (lbf) a veces se denomina libra (lb).
Libra-fuerza como unidad de fuerza y libra-masa como unidad de masa
Otra variante del sistema FPS utiliza tanto la libra-masa como la libra-fuerza, pero no el slug ni el poundal. El sistema resultante también se conoce a veces como el sistema de ingeniería inglés . A pesar de su nombre, el sistema se basa en las unidades de medida habituales de Estados Unidos; no se utiliza en Inglaterra. [ 7 ]
Otras unidades
Unidades molares
La unidad de sustancia en el sistema FPS es la libra-mol (lb-mol) =273,16 × 10²⁴ . Hasta que el SI decidió adoptar el mol gramo, el mol se derivaba directamente de la unidad de masa como (unidad de masa)/(unidad de masa atómica). La unidad (lbf⋅s² / ft )-mol también aparece en una definición anterior de la atmósfera.
Unidades electromagnéticas
Los sistemas electrostático y electromagnético se derivan principalmente de unidades de longitud y fuerza. Por lo tanto, son extensiones directas de cualquier sistema que contenga longitud, masa y tiempo. Stephen Dresner [ 8 ] proporciona las unidades electrostáticas y electromagnéticas derivadas en los sistemas pie-libra-segundo y pie-slug-segundo. En la práctica, se asocian principalmente con el sistema centímetro-gramo-segundo. Las "Tablas Críticas Internacionales" de 1929 proporcionan en los símbolos y sistemas fpse = FPS sistema electrostático y fpsm = FPS sistema electromagnético. En las conversiones para carga, se proporcionan las siguientes. El Manual CRC de Química y Física de 1979 (Edición 60) también enumera fpse y fpsm como abreviaturas estándar.
- FPS electromagnético (EMU, stat-)
- 1 unidad fpsm = 117,581866 unidades cgsm (biosegundos)
- FPS electrostático (ESU, ab-)
- 1 unidad fpse = 3583.8953 unidad cgse (Franklin)
- 1 unidad fpse = 1,1954588 × 10⁻⁷ culombios absolutos
Unidades de luz
La vela y la candela-pie fueron las primeras unidades de luz definidas, establecidas en la Ley Metropolitana de Gas (1860). [ 9 ] La candela-pie es la intensidad de la luz a un pie de una vela estándar . Estas unidades fueron reconocidas internacionalmente en 1881 y adoptadas en el sistema métrico. [ 10 ]
Conversiones
Junto con el hecho de que el término "peso" se usa para la fuerza gravitatoria en algunos contextos técnicos (física, ingeniería) y para la masa en otros (comercio, derecho), [ 11 ] y que la distinción a menudo no importa en la práctica, la coexistencia de variantes del sistema FPS causa confusión sobre la naturaleza de la unidad "libra". Su relación con las unidades métricas internacionales se expresa en kilogramos, no en newtons, y en épocas anteriores se definía mediante un prototipo de masa que se comparaba con una balanza de dos platillos que no tiene en cuenta las diferencias gravitatorias locales.
En julio de 1959, los diversos estándares nacionales de pie y libra avoirdupois fueron reemplazados por el pie internacional de precisión.0,3048 m y la libra internacional de precisamente0,453 592 37 kg , lo que hace que la conversión entre los sistemas sea una cuestión de aritmética simple. La conversión para el poundal viene dada por 1 pdl = 1 lb·ft/s 2 =0,138 254 954 376 N (precisamente). [ 1 ]
Para convertir entre los sistemas FPS absoluto y gravitacional, es necesario fijar la aceleración estándar g , que en EE relaciona la libra-masa con la libra-fuerza.
Si bien g depende estrictamente de la ubicación de uno en la superficie terrestre, desde 1901 en la mayoría de los contextos se fija convencionalmente en precisamente g 0 = 9,806 65 m/s 2 ≈ 32,174 05 ft/s 2 ( gravedad estándar ). [ 1 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 5 6 Cardarelli, François (2003), "El sistema pie-libra-segundo (FPS)" , Enciclopedia de unidades científicas, pesos y medidas: sus equivalencias y orígenes en el SI , Springer, págs. 51-55 , ISBN 978-1-85233-682-0.
- ↑ Henderson, James B.; Godfrey, C. (1924), "El sistema Stroud de enseñanza de la dinámica", The Mathematical Gazette , 12 (170): 99– 105, doi : 10.2307/3604647 , JSTOR 3604647 , S2CID 125929042 .
- ↑ Comings, EW (1940). "Unidades de ingeniería inglesas y sus dimensiones". Industrial & Engineering Chemistry . 32 (7): 984– 987. doi : 10.1021/ie50367a028 .
- ↑ Klinkenberg, Adrian (1969). "El sistema de unidades de ingeniería estadounidense y su constante dimensional g c ". Industrial & Engineering Chemistry . 61 (4): 53– 59. doi : 10.1021/ie50712a010 .
- ↑ Norma IEEE 260.1-2004, Símbolos de letras estándar IEEE para unidades de medida (unidades del SI, unidades anglosajonas del sistema anglosajón y otras unidades determinadas)
- ↑ Pollard, Albert (1901). . Diccionario de Biografía Nacional (1er suplemento) . Vol. 2. págs. 26–27 .
- 1 2 Coulson, JM; Richardson, JF; Backhurst, JR; Harker, JH (1999-11-08). Ingeniería química Volumen 1: Flujo de fluidos, transferencia de calor y transferencia de masa . Elsevier Science. ISBN 978-0-7506-4444-0.
- ↑ Dresner, Stephen (1971). Unidades de medida . Nueva York: Hastings House. págs. 193–205 .
- ↑ Jerrard, HG (1985). Diccionario de unidades científicas . Londres: Chapman and Hall. pág. 24. ISBN 0412281007.
- ↑ Fenna, Donald (2003), Diccionario de pesos y medidas , ISBN 978-0-19-860522-5
- ↑ Norma Federal NIST 376B , pág. 13. Archivado el 16 de agosto de 2010 en Wayback Machine .
- Unidades imperiales
- Unidades de medida habituales en los Estados Unidos