Sistema de unidades pie-libra-segundo

El 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 (ver más abajo) y el segundo para el tiempo . ^[1]

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 sistemas etiquetando todas las magnitudes físicas de forma coherente con sus unidades. Especialmente en el contexto del sistema FPS, a este sistema se lo conoce a veces como el sistema Stroud , en honor a William Stroud, quien lo popularizó. ^[2]

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 de unidades centímetro-gramo-segundo (CGS), que antes se utilizaba . Este sistema se suele denominar Sistema Inglés Absoluto . ^{[ cita requerida ]}

En este subsistema, la unidad de fuerza es una unidad derivada conocida como poundal . ^[1]

${\displaystyle \mathrm {1\,pdl} =\mathrm {1\,lb{\cdot }ft/s^{2}} .}$

El símbolo estándar internacional para la libra como unidad de masa en lugar de fuerza es lb. ^[5]

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Everett (1861) propuso la dina métrica y el ergio como unidades de fuerza y ​​energía en el sistema FPS.

El "Diccionario de medidas" de Latimer Clark (1891) contiene celo (aceleración), vel o velo (velocidad) y pulso (momento) como nombres propuestos para las unidades absolutas de FPS.

El sistema gravitacional o técnico FPS ^[6] o sistema gravitacional británico es una variante coherente del sistema FPS más común entre los ingenieros de Estados Unidos. Toma 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]

${\displaystyle \mathrm {1\,slug} =\mathrm {1\,lbf{\cdot }s^{2}/pie} .}$

En el contexto del sistema FPS gravitacional, la libra-fuerza (lbf) a veces se denomina libra (lb).

Otra variante del sistema FPS utiliza tanto la libra-masa como la libra-fuerza, pero ni el slug ni el poundal. El sistema resultante a veces también se conoce como el sistema de ingeniería inglés . A pesar de su nombre, el sistema se basa en unidades de medida habituales en los Estados Unidos; no se utiliza en Inglaterra. ^[6]

La unidad de sustancia en el sistema FPS es la libra-mol (lb-mol) =273,16 × 10 ²⁴ . Hasta que el SI decidió adoptar el gramo-mol, el mol se derivaba directamente de la unidad de masa como (unidad de masa)/(unidad de masa atómica). La unidad (lbf⋅s ² /ft)-mol también aparece en una definición anterior de la atmósfera.

Los sistemas electrostático y electromagnético se derivan de unidades de longitud y fuerza, principalmente. Como tales, son extensiones fáciles de cualquier sistema que contenga longitud, masa y tiempo. Stephen Dresner ^[7] proporciona las unidades electrostáticas y electromagnéticas derivadas tanto en los sistemas pie-libra-segundo como pie-slug-segundo. En la práctica, estas se asocian más con el sistema centímetro-gramo-segundo. Las "Tablas críticas internacionales" de 1929 dan en los símbolos y sistemas fpse = sistema electrostático FPS y fpsm = sistema electromagnético FPS. Bajo las conversiones para carga, se dan las siguientes. El CRC Handbook of Chemistry and Physics 1979 (Edición 60), también enumera fpse y fpsm como abreviaturas estándar.

FPS electromagnético (EMU, stat-)

1 unidad fpsm = 117,581866 unidades cgsm (biot-segundo) ^{[ aclaración necesaria ]}

FPS electrostático (ESU, ab-)

1 unidad fpse = 3583.8953 unidad cgse (Franklin)

1 unidad fpse = 1,1954588×10 ⁻⁷ abs culombio

La vela y la bujía pie-candela fueron las primeras unidades de luz definidas, definidas en la Ley Metropolitana del Gas (1860). ^[8] La bujía pie-candela es la intensidad de la luz a un pie de una bujía estándar . Las unidades fueron reconocidas internacionalmente en 1881 y adoptadas en el sistema métrico. ^[9]

Junto con el hecho de que el término "peso" se utiliza para la fuerza gravitatoria en algunos contextos técnicos (física, ingeniería) y para la masa en otros (comercio, derecho), ^[10] 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". Sin embargo, 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 para compararlo con una balanza de dos platos que es agnóstica a 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 exactamente0,453 592 37  kg , lo que hace que la conversión entre los sistemas sea una cuestión de aritmética simple. La conversión para el poundal se da por 1 pdl = 1 lb·ft/s ² =0,138 254 954 376  N (precisamente). ^[1]

Para convertir entre los sistemas FPS absolutos y gravitacionales, es necesario fijar la aceleración estándar g que relaciona la libra con la libra-fuerza. ^{[ cita requerida ]}

${\displaystyle 1\,{\text{lbf}}=1\,{\text{lb}}\cdot g}$

Si bien g depende estrictamente de la ubicación de uno en la superficie de la Tierra, desde 1901 en la mayoría de los contextos se fija convencionalmente precisamente en g ₀ = 9.806 65  m/ s2  ^≈32.174 05  pies/s ² . ^[1]

• Sistema de unidades metro-tonelada-segundo (MTS)
• Sistema FFF