Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Libra (fuerza)

La libra de fuerza o libra-fuerza (símbolo: lbf , [ 1 ] a veces lb f , [ 2 ] ) es una unidad de fuerza utilizada en algunos sistemas de medición , incluidas las unidades de inge...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La libra de fuerza o libra-fuerza (símbolo: lbf , [ 1 ] a veces lb f , [ 2 ] ) es una unidad de fuerza utilizada en algunos sistemas de medición , incluidas las unidades de ingeniería inglesas [ a ] y el sistema pie-libra-segundo . [ 3 ]

La libra-fuerza no debe confundirse con la libra-masa (lb), a menudo llamada simplemente "libra", que es una unidad de masa ; ni deben confundirse con la libra-pie (ft⋅lbf), una unidad de energía , o la libra-pie (lbf⋅ft), una unidad de torque .

Definiciones

La libra-fuerza es igual a la fuerza gravitatoria ejercida sobre una masa de una libra avoirdupois en la superficie de la Tierra . Desde el siglo XVIII, esta unidad se ha utilizado en mediciones de baja precisión, en las que se pueden despreciar con seguridad las pequeñas variaciones de la gravedad terrestre (que varía del ecuador al polo hasta en medio por ciento). [ 4 ]

Sin embargo, el siglo XX trajo consigo la necesidad de una definición más precisa, que requería un valor estandarizado para la aceleración debida a la gravedad.

Producto de la libra avoirdupois y la gravedad estándar

La libra-fuerza es el producto de una libra avoirdupois ( exactamente 0,45359237 kg ) y la aceleración estándar debida a la gravedad , aproximadamente 32,174049 ft/s² ( 9,80665 m/ s² ) . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]   

Los valores estándar de aceleración del campo gravitatorio estándar ( g n ) y la libra avoirdupois internacional (lb) dan como resultado una libra-fuerza igual a 32,174 049 ⁠ ft⋅lb / s 2 ⁠  ( 4,4482216152605 N ). [ b ] 

1lbf=1libra×gramonorte=1libra×9.80665metros2/0,3048metropie≈1libra×32.174049Fts2≈32.174049Ft⋅lbs21lbf=1libra×0,45359237kglibra×gramonorte=0,45359237kg×9.80665metros2=4.4482216152605norte{\displaystyle {\begin{aligned}1\,{\text{lbf}}&=1\,{\text{lb}}\times g_{\text{n}}\\&=1\,{\text{lb}}\times 9.80665\,{\tfrac {\text{m}}{{\text{s}}^{2}}}/0.3048\,{\tfrac {\text{m}}{\text{ft}}}\\&\approx 1\,{\text{lb}}\times 32.174049\,\mathrm {\tfrac {ft}{s^{2}}} \\&\approx 32.174049\,\mathrm {\tfrac {ft{\cdot }lb}{s^{2}}} \\1\,{\text{lbf}}&=1\,{\text{lb}}\times 0.45359237\,{\tfrac {\text{kg}}{\text{lb}}}\times g_{\text{n}}\\&=0.45359237\,{\text{kg}}\times 9.80665\,{\tfrac {\text{m}}{{\text{s}}^{2}}}\\&=4.4482216152605\,{\text{N}}\end{aligned}}}

Esta definición puede reformularse en términos del slug . Un slug tiene una masa de 32,174049  lb. Una libra-fuerza es la cantidad de fuerza necesaria para acelerar un slug a una velocidad de1  pie/s² , entonces:

1lbf=1babosa×1pies2=1babosa⋅pies2{\displaystyle {\begin{aligned}1\,{\text{lbf}}&=1\,{\text{slug}}\times 1\,{\tfrac {\text{ft}}{{\text{s}}^{2}}}\\&=1\,{\tfrac {{\text{slug}}\cdot {\text{ft}}}{{\text{s}}^{2}}}\end{aligned}}}

Conversión a otras unidades

Sistemas de unidades pie-libra-segundo (FPS)

En algunos contextos, el término «libra» se usa casi exclusivamente para referirse a la unidad de fuerza y ​​no a la unidad de masa. En esas aplicaciones, la unidad de masa preferida es el slug, es decir, lbf⋅s² / ft. En otros contextos, la unidad «libra» se refiere a una unidad de masa . El símbolo estándar internacional para la libra como unidad de masa es lb. [ 8 ]

En los sistemas de "ingeniería" (columna central), el peso de la unidad de masa (libra-masa) en la superficie terrestre es aproximadamente igual a la unidad de fuerza (libra-fuerza). Esto es conveniente porque una libra de masa ejerce una libra de fuerza debido a la gravedad. Sin embargo, a diferencia de los otros sistemas, la unidad de fuerza no es igual a la unidad de masa multiplicada por la unidad de aceleración [ 11 ] ; el uso de la segunda ley de Newton , F = m ⋅ a , requiere otro factor, g c , que generalmente se toma como 32,174049  (lb⋅ft)/(lbf⋅s² ) . Los sistemas "absolutos" son sistemas coherentes de unidades: al usar el slug como unidad de masa, el sistema FPS "gravitacional" (columna izquierda) evita la necesidad de dicha constante. El SI es un sistema métrico "absoluto" con el kilogramo y el metro como unidades base.

Libra de empuje

El término libra de empuje es un nombre alternativo para libra-fuerza en contextos específicos. Se encuentra frecuentemente en fuentes estadounidenses sobre motores a reacción y cohetería, algunas de las cuales siguen utilizando la notación FPS. Por ejemplo, el empuje producido por cada uno de los dos cohetes propulsores sólidos del transbordador espacial fue de 3.300.000 libras-fuerza (14,7 MN ) , sumando un total de 6.600.000 libras-fuerza (29,4 MN) . [ 12 ] [ 13 ]  

Véase también

Notas y referencias

  1. ↑ A pesar de su nombre, este sistema se basa en las unidades de medida habituales de Estados Unidos y solo se utiliza en EE. UU.
  2. ↑ La libra avoirdupois internacional se define como exactamente0,453 592 37  kg .
  1. ↑ Símbolos de letras estándar IEEE para unidades de medida (unidades SI, unidades anglosajonas en pulgadas-libra y otras unidades), IEEE Std 260.1™-2004 (revisión de IEEE Std 260.1-1993)
  2. ↑ Fletcher, Leroy S.; Shoup, Terry E. (1978), Introducción a la ingeniería , Prentice-Hall, ISBN 978-0135018583, LCCN 77024142 , archivado del original el 06-12-2019 , recuperado el 03-08-2017 . : 257
  3. ↑ "Masa y peso" . engineeringtoolbox.com . Archivado del original el 18 de agosto de 2010. Consultado el 3 de agosto de 2010 .
  4. ↑ La aceleración debida a la gravedad varía sobre la superficie de la Tierra, aumentando generalmente desde aproximadamente 32,1 ft/s² ( 9,78 m/s² ) en el ecuador hasta aproximadamente 32,3 ft/s² ( 9,83 m/s² ) en los polos.
  5. ↑ BS 350 : Parte 1: 1974 Factores de conversión y tablas, Parte 1. Base de las tablas. Factores de conversión . British Standards Institution. 1974. pág. 43.  
  6. ↑ En 1901, la tercera CGPM (archivada el 7 de febrero de 2012 en Wayback Machine) declaró (segunda resolución) que:
    El valor adoptado en el Servicio Internacional de Pesas y Medidas para la aceleración estándar debida a la gravedad terrestre es980,665  cm/s 2 , valor ya establecido en las leyes de algunos países.
    Este valor era la referencia convencional para calcular el kilogramo-fuerza , una unidad de fuerza cuyo uso ha caído en desuso desde la introducción del SI.
  7. ↑ Barry N. Taylor, Guía para el uso del Sistema Internacional de Unidades (SI) , 1995,Publicación especial 811 del NIST , Apéndice B, nota 24
  8. ↑ IEEE Std 260.1™-2004, Símbolos de letras estándar IEEE para unidades de medida (unidades del SI, unidades anglosajonas del sistema anglosajón y otras unidades determinadas)
  9. ↑ Comings, EW (1940). "Unidades de ingeniería inglesas y sus dimensiones". Industrial & Engineering Chemistry . 32 (7): 984– 987. doi : 10.1021/ie50367a028 .
  10. ↑ 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 .
  11. ↑ La unidad de aceleración es la unidad de distancia dividida por la unidad de tiempo al cuadrado.
  12. ↑ "Lanzadores espaciales - Transbordador espacial" . www.braeunig.us . Archivado del original el 6 de abril de 2018. Consultado el 16 de febrero de 2018. Empuje: empuje combinado 29,36 MN SL (empuje máximo en el lanzamiento, reduciéndose en 1/3 después de 50 s).
  13. ↑ Richard Martin (12 de enero de 2001). "Desde Rusia, con un millón de libras de empuje" . wired.com . Archivado del original el 25 de septiembre de 2019. Consultado el 25 de noviembre de 2019 .

Fuentes generales

  • Obert, Edward F. (1948). Termodinámica . Nueva York: DJ Leggett Book Company. Capítulo I "Estudio de dimensiones y unidades", págs. 1-24.
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pound_(force)&oldid=1305291270 "