16

鉴于：

我的热力学文章内容如下：

在SI单位中，力单位是牛顿（），它被定义为所需的力，以加速的质量的速率 $N$ $1\cdot kg$ 。在英文系统，力单位是磅力（），根据需要的力，以加速的质量被定义的速率（1个蛞蝓） $1\cdot\frac{m}{s^2}$ $lbf$ $32.174\cdot lbm$ 。那是... $1\cdot\frac{ft}{s^2}$

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}}

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

题：

对于所有实际目的，例如在STP条件下或接近它的情况下，例如由于重力而使海平面加速度变圆时，我能想到的以下面的方式... $32.2\frac{ft}{s^2}$ $(101\cdot kPa)$ $lbf$

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

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

并且，对于一个物体的重量具有的质量（也在海平面）在SI单位... $1\cdot kg$

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

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

是或否，为什么？

mechanical-engineering thermodynamics international

— 朱尔斯·曼森（Jules Manson）
source

我不确定“ STP条件”是什么意思。你能澄清一下吗？

— AndyT 2015年

2

@AndyT STP代表标准温度和压力。它有一个精确的定义，但它基本上是指海平面上的室温。

— 克里斯·穆勒

2

我在1960年代完成了我的基础物理学工作，使磅质量，磅力，磅力和脚力极为混乱。Slug是一个短期救星。然后在60年代后期出现了国际单位制，其次是牛顿和千克米，一切都很轻！我花了我的物理老师的职业，但除了SI的简单性，他本来不会考虑的！

— 格雷厄姆

12

不是基本单位。子弹是基本单位。 $Lb_m$

$32.2\ lb_m = 1\ slug$

要将转换为： $1\ lb_m$ $lb_f$

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

因此，以STP计，将在地球上产生。 $1\ lb_m$ $1\ lb_f$

该视频在解释它方面做得很好。

— 詹姆斯·科林
source

2

这个答案是不正确的。在常规的美国系统中，弹头不是质量的基本单位。英镑（质量）是。sl是美国科学家和工程师的较晚发明，他们看到了

（与

相对，

是牛顿第二定律的形式，当力为磅力时，质量为磅，加速度以英尺/秒为平方）。英镑已经存在了很长时间。弹头还没有一个世纪的历史。

F = m a

$F=ma$

F = k m a

$F=kma$

— 大卫·哈门

6

教科书不完整。牛顿定律通常写成。质量的SI单位是和的力是。SI的优点之一是它阐明了质量和力（特别是重量）之间的区别。在旧的英帝国制中，有几种选择： $F=ma$ $kg$ $N$

我们可以用磅质量来测量质量; 相应的力单位是很少使用的磅数。 $lbm$ $pdl$
我们可以用磅力来测量力；相应的质量单位是。 $lbf$ $slug$

但是，你会经常看到在同一文档中和。这是完全可以接受的：相当于用重力加速度将牛顿定律归一化为。未能说明这一点导致混乱。 $lbm$ $lbf$ $F=ma/g$

— rdt2
source

4

1磅质量是指在1 g重力下重1磅的质量。对于大多数实际情况，一磅质量和一磅重量定义了地球表面上相同数量的东西。

为了定义磅质量，我们将F = mA的牛顿定律重新排列为

m = F / A

然后插入细节以获得磅质量：

1磅质量=（1磅力）/（32.174 ft /s²）

— 奥林·拉斯罗普（Olin Lathrop）
source

4

这里似乎有些混乱。在英语（或美国）系统中，质量的“官方”量度是the。事实证明32.2 lbm = 1条。因此，要插入方程式F = MA中，可以将M表示为，将A表示为ft / sec，将F表示为lbf。而且，正如有人所说，在“标准”重力下，1 lbm会在其支撑物（其重量）上施加1 lbf的力。我认为，如果您要进行任何重要的计算，最好摆脱所有lbm称号，并将所有内容转换为段塞。

— 加里·凯西
source

4

lbf有两个定义，一个叫Poundal的朋友

（1）EE系统

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}}

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

了解您正在使用的单位系统的基本单位，以便正确应用任何最终解决方案。两种形式都是正确的！

（3）自动曝光系统

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}}

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

本质上，（1），（2）和（3）都除以32.174049，但是，是什么时候以及如何使这一切有所不同。

知道系统的基本单位后，只要以当前的符号形式存在，lbf始终是模棱两可的问题。我建议对单位塞为（2）lbf 采用sdl，英镑的含糊性是对lb，lbs，lbm，lbf，lbf的不寻常惩罚。

— 蒂莫西·L·斯图尔特
source

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我写这篇文章是为了回应动力学教授的一项声明，即“ lbm和lbf之间没有区别”。随后学生的讨论暴露了一个巨大的概念错误，这似乎是由于上述陈述的滥用。它具有一些喜剧性的缓解功能，因此使其更耐久;）尽情享受吧！

lbm-lbf关系：为何重要

凯文·麦康奈尔（Kevin McConnell）

磅质量和磅力之间真的有区别吗？很多人甚至可能会问：“到底是什么？”，您可以将手指指向您的六年级物理老师（或其他可能误导您的人），以解决围绕这个简单问题的困惑。但请放心，学习新知识（以及不可否认的重要知识）永远不会太晚。

这里有一些要考虑的问题：假设您踩着一个秤，它的读数为“ 150”。秤的读数甚至可以为您提供“ lbs”的单位。嗯，秤可以测量物体施加的力的大小。因此我们可以假设单位为lbf（磅力）。而且您的物理老师告诉您，磅质量和磅力之间没有区别，因此这必须意味着您的身体也包含150磅的质量，对吗？您的物理老师DIDN不会告诉您的是对于这种关系必须存在的隐藏假设。这种说法从根本上是错的：“磅力和磅力是同一回事！”

首先，磅质量是质量的单位，磅力是力量的单位（等等……是什么？！）。牛顿第二运动定律告诉我们，净力等于质量与加速度的乘积。因此，我们可以看到质量与力量之间存在联系，但我们永远不会说：“质量与力量是同一回事！”

假设我在火星之旅中从上方经过了相同的比例；那里的秤读什么？如果秤的读数为“ 57磅”，您会感到惊讶吗？或者如果我将秤带到木星上，并且告诉我称重为“ 380磅”，该怎么办？秤是否正确？绝对！正如我们先前所了解的那样，该秤正在测量您由于重力（加速度）而施加的力的大小。而且我们知道，由于这些行星的大小和质量不同，它们的引力也有所不同。

关键概念请注意，您的质量不会因行星而变化。只有你的质量所施加的力量。

那么，为什么我们不断听到磅质量和磅力之间没有区别呢？因为英语单位的创建是为了使1 lbm在这里在地球上施加1 lbf！事不宜迟，以下是实现这种关系的关系：

1磅力= 32.174磅英尺/秒^ 2

因此，人们试图说的话听起来应该更像是“在地球上，承受重力的磅质量为磅力！”为了进一步说明这一点，让我们使用牛顿第二定律来计算1所施加的力。地球上的lbm物体：

力=质量x加速度

让加速度= g = 32.174 ft / s ^ 2（这是地球的重力常数）

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

但是我们无法真正概念化单位lbm-ft / s2，因此我们使用上述关系将其转换为磅力（lbf）：

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

我们刚刚证明1磅力对地球施加1磅力！如果对您而言这是新手，那么您今晚应该喝啤酒以庆祝您的理解取得突破！让我们更进一步来说明为什么火星和木星上的天平读数会有所不同

“其他关键概念”如果您在不同的星球上，仅仅因为引力变化，上面的关系（等式1）就不会改变。这没有道理，你会明白为什么

力=质量x加速度

设加速度= g = 12.176 ft / s ^ 2（这是火星上的重力常数）

让质量= m = 150 lbm

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

再次使用上面说明的关系，将这个数量从lbm-ft / s2转换为我们知道的（lbf）：

F =（1826.4磅力英尺/秒^ 2）x（1磅力/ 32.174磅力英尺/秒^ 2）= 56.8磅力

即使我想象您现在已经牢牢掌握了这个概念，但让我们在Jupiter上尝试一下，以真正将其传达给大家：

力=质量x加速度

令加速度= g = 81.336 ft / s ^ 2（这是木星上的重力常数）

设质量= 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

现在您已经看到它，可以说您了解它！因此，让我们重点介绍一下我们刚刚经历的所有事情的关键点：

磅质量（lbm）和磅力（lbf）不同
一个物体的质量在每个地方都是恒定的（即从地球到火星），但是物体施加的力却是不同的
以下关系是理解lbm和lbf之间的链接的关键：

1磅力= 32.174磅力英尺/秒^ 2

用这些知识武装自己，以便您能打出好仗：下次当您听到有人说磅重和磅力是同一回事时，您可以自信地说“喜欢他们！”

— 凯文·麦康奈尔
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1

绝对可以。实际上，弹头的质量来自重力引起的加速度。

— 安迪
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1

我将尝试使其尽可能简单，并提供一个示例：

-首先忽略“”这个词...我知道它是质量的标准单位，lbm也是如此。您会在文本中和现实生活中99％的时间看到lbm。一旦了解了这个概念，就可以熟悉使用的知识。

-将牛顿视为将1kg质量移动1m / s ^ 2所需的力

-将磅力（lbf）视为将1lbm质量移动32.2ft / s ^ s所需的力

从上面的最后两点来看，很明显牛顿与lbf有很大的不同。

在地面上，1kg的力为9.81N ...或9.81kgm / s ^ 2
1lbm在地球表面上会施加1lbf ...或32.2lbft / s ^ 2的力

有道理吗？...让我们举个例子。

问题：宇航员的体重为100千克（220磅），如果他在地球上，他的体重（力）是多少？如果他在重力为5m / s ^ 2（16.4ft / s ^ 2）的行星上怎么办？

回答：

地球：

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

英制单位-> 220lbs * 32.2ft / s ^ 2 = 7084 lbmft / s ^ 2 = 220lbf

随机星球：

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

英制单位-> 220lbs * 16.4ft / s ^ 2 = 3608 lbmft / s ^ 2 = 3608 / 32.2 = 112lbf

— 弗洛伊德
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0

lbm和lbf不相同-在一种情况下，它们的值只有相同，当在海平面上处理重力时...检查没有重力的情况，即喷水产生的力。

水的密度：62.4磅/英尺³
喷嘴面积：0.06英尺²
速度：10英尺/秒
体积流量=面积* vel = 0.6 ft ³ / s
F = dwater *体积流量* vel = 374.4 lbm ft / s ²

转换为lbf

F = 374.4磅·米·英尺/秒²除以32.2磅·米·英尺/磅·秒² = 11.63磅· 英尺

认为lbm的数量大于lbf的数量是相反的直觉，您希望它们与经常互换的数量相同，可以将磅用于质量或力-必须将其除以32.2 lbm- ft / lbf-s ²不仅是32.2，也不是重力。在SI系统中

水密度1000 kg / m ³
喷嘴面积0.005574 m ²
速度3.048 m / s
体积流量=面积*速度= .01699 m ³ / s
F = dwater *体积流量*速度= 51.78 kg m / s ²这是牛顿，所以51.78 N
1磅力= 32.2英尺/秒²磅力
1 lbm = .03106 s ² / ft lbf –很奇怪–因为您必须在转换中添加单位

这导致了一个问题-磅是什么？？？如果不是lbf和lbm，那么数学运算会引起很多混乱，但是SI系统也有类似的问题。当您称重某个时间时，您正在测量力，但是在SI中，我们以质量（kg）记录了该力。为什么我们不能创建一个有意义的系统，这超出了我的范围。混乱来自英语系统，我们不应该问您的体重是多少，而您的体重是多少。我没有说170磅，而是说我的质量为5474磅/分钟²（170 * 32.2）-我认为该节食了。当然这是荒谬的。困惑来自过度概括，即一英尺12英寸，因此3 lbm在一lbf中是不正确的。在应用重力常数（gc）之前，必须加快lbm（质量）。如果我想找到自己的体重，我会用我的体重170磅除以局部重力，假设30英尺/秒= 5.667磅力/（英尺/秒），然后乘以gc（重力常数）32.2磅- ft /（lbf-s2）以获得182.5 lbm

就我个人而言，我认为提出磅质量（lbm）的人患有诵读困难症。我认为他真正想做的是声明：

1 lbm * 32.2 ft / s2 = 32.2 lbf应该是完美的，lbf = lbm ft / s2，但是他出于某种愚蠢的原因决定

1 lbm * 32.2 ft / s2在地球上的海平面上应= 1 lbf，因此，要使单位工作，您必须将左侧除以gc或将右侧乘以gc，即32.2 lbm-ft / lbf-s2。这意味着lbm实际上不是质量单位，而是质量重力常数单位（这是荒谬的），因此，当将lbm乘以加速度时，必须先除掉重力常数，然后才能获得力。除了误解，为什么有人会提出这样的建议？为什么我们要精确地保持这样一个单位？？？

密度为2 lbm / ft3的水要容易得多，所以2 lbm / ft3 * 32.2 ft / s2 = 64.4 lbf / ft2

62.4磅/平方呎* 32.2英尺/平方呎/（32.2磅/平方呎/磅平方呎）= 62.4磅/平方呎

逻辑使我失败了...请有人启发我......

— 射线
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在现有答案中没有增加什么答案？

— agentp

答案试图指出一个容易误解的观念，即其他答案可能会使某人做出，即lbs = 32.2 lbm不会。质量需要乘以加速度，然后再除以“重力常数”才能将其转换为lbf或lbf需要乘以加速度，然后再乘以“重力常数”，才能将其转换为lbm在其他帖子中，这些观点都没有提到。

— 射线

-1

这就是我想的方式。lbf是作用在质量上的力。例如，这就是您的浴室秤正在测量的东西。lbm是物体的实际质量。因此，F = m * a以英制为单位，lbf = lbm * a（又称重力32.2 ft / s2）。

至少这就是我一直以来的看法。

— 亚伦
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磅力（lbf）vs磅质量（lbm）

lbf有两个定义，一个叫Poundal的朋友

lbm-lbf关系：为何重要