Конвертер силы
Переводите силу между ньютонами, килоньютонами, динами, фунт-силой, килограмм-силой, унция-силой, грамм-силой и кипами. Введите значение силы и выберите исходную и целевую единицы измерения.
Перевод силы между единицами
Формула перевода силы
Где:
- \(F_{\mathrm{from}}\) — введённое значение силы.
- \(F_{\mathrm{to}}\) — значение силы в выбранной целевой единице.
- \(c_{\mathrm{from}}\) и \(c_{\mathrm{to}}\) — количество ньютонов в одной единице для выбранных исходной и целевой единиц.
Конвертер сначала выражает введённую силу в ньютонах, а затем делит на коэффициент «ньютонов на единицу» для целевой единицы. Он переводит единицы измерения; он не вычисляет силу по массе и ускорению.
Перевод силы — пример расчёта
Пример: при настройках по умолчанию переведите значение силы 100 ньютонов (N) в фунт-силу (lbf). Конвертер использует соотношение 1 lbf = 4.4482216153 N.
\[100\ \mathrm{N}\times\frac{1\ \mathrm{lbf}}{4.4482216153\ \mathrm{N}}\approx22.48089431\ \mathrm{lbf}\]
Результат: 100 N — это примерно 22.48089431 lbf.
Как пользоваться калькулятором
- Введите переводимое значение в поле Значение силы. По умолчанию — 100; поле принимает нулевые и положительные значения.
- Выберите единицу измерения этого значения в поле Исходная единица. По умолчанию — ньютон (N).
- Выберите нужную единицу в поле Целевая единица. По умолчанию — фунт-сила (lbf).
- Прочитайте результат в поле Переведённое значение силы. Результат содержит целевую единицу и округляется до восьми знаков после запятой.
Вы можете выбрать одну и ту же единицу в обоих списках, чтобы оставить числовое значение неизменным. Чтобы обратить преобразование, поменяйте местами исходную и целевую единицы, сохранив то же значение силы.
Что представляют собой единицы силы
Сила описывает взаимодействие, например толчок, притяжение или натяжение. Равнодействующая сила может изменить движение тела; в классической механике соотношение \(F=ma\) связывает равнодействующую силу, массу и ускорение. Перевод единиц силы не изменяет саму физическую силу — меняется лишь число и единица, которыми она выражается.
Ньютон (N) — производная единица силы в СИ: \(1\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{kg\,m/s^2}\). Килоньютоны (kN) удобны для больших нагрузок, а дины (dyn) относятся к системе сантиметр–грамм–секунда (СГС). Фунт-сила (lbf), унция-сила (ozf) и кипы используются в некоторых спецификациях с обычными (неметрическими) единицами. Один кип означает тысячу фунт-сил.
Килограмм-сила (kgf) и грамм-сила (gf) обозначают силы, а не массы. Например, 1 кгс — это сила, соответствующая массе 1 кг при стандартной гравитации, определяемой здесь как \(9.80665\ \mathrm{m/s^2}\). Сам по себе килограмм (кг) — единица массы, поэтому не подставляйте значение массы вместо значения силы без учёта ускорения.
Согласованность единиц важна при сравнении измеренной нагрузки с паспортной грузоподъёмностью или при использовании силы в других расчётах. Для силы, приложенной на некотором расстоянии от точки опоры, см. конвертер момента силы. Для силы, распределённой по площади, см. конвертер давления; перевод одной лишь силы не определяет давление.
Коэффициенты пересчёта и практические ограничения
Калькулятор использует следующие коэффициенты в ньютонах на единицу. Чтобы перевести между любыми двумя единицами из списка, умножьте введённое значение на коэффициент исходной единицы и разделите на коэффициент целевой единицы:
- Ньютон (N): 1 N.
- Килоньютон (kN): 1000 N.
- Дина (dyn): 0.00001 N.
- Фунт-сила (lbf): 4.4482216153 N.
- Килограмм-сила (kgf): 9.80665 N.
- Унция-сила (ozf): 0.2780139 N.
- Грамм-сила (gf): 0.00980665 N.
- Кип: 4448.2216 N.
Коэффициенты для ozf и кип в калькуляторе округлены. В результате преобразования с их участием могут немного отличаться от значений, рассчитанных с большим числом знаков или при предположении точной связи с приведённым коэффициентом lbf. Отображаемый ответ округляется до восьми знаков после запятой; эти знаки не означают, что измерение выполнено с такой точностью.
Входное значение не может быть меньше нуля, поэтому этот конвертер предназначен для величин силы, а не для знаковых компонент силы. Если направление важно, сохраняйте знак и соглашение о координатах в вашем отдельном расчёте и согласованно переводите модуль величины. Очень малые переведённые значения могут отображаться как ноль после округления, даже если неокруглённое значение положительно.
Часто задаваемые вопросы
Как вручную перевести кипы в килоньютоны?
Умножьте количество кипов на 4.4482216, чтобы получить килоньютоны. Например, \(2\ \mathrm{kip}\times4.4482216=8.8964432\ \mathrm{kN}\). Чтобы перевести килоньютоны обратно в кипы, разделите на 4.4482216. Держите несколько лишних знаков в промежуточных шагах, если планируете использовать результат в другом расчёте.
Фунты и фунт-сила — это одна и та же единица?
Нет. Фунт (lb) — единица массы, а фунт-сила (lbf) — единица силы. В разговорной речи «фунты» часто означают вес, но в инженерных расчётах необходимо это различие. Перед преобразованием уточните, что имеется в виду в спецификации — lb или lbf; конвертер принимает lbf, а не массу в фунтах.
Сколько ньютонов весит масса 1 кг?
При стандартной гравитации масса 1 кг весит 9.80665 N, что вычисляется из \(F=mg\). На Луне её масса останется 1 кг, но вес в ньютонах будет меньше, поскольку лунное притяжение слабее. Если вам известно местное ускорение свободного падения, умножьте массу в килограммах на это ускорение в \(\mathrm{m/s^2}\).
Какое значение силы считается нормальным или безопасным?
Не существует универсально нормального или безопасного значения силы. Всё зависит от того, что прикладывает силу, как поддерживается нагрузка и от паспортных пределов оборудования. При проверке нагрузки по спецификации переведите оба значения в одну единицу и учтите применимый коэффициент запаса прочности; сам по себе перевод единиц не может установить, что нагрузка безопасна.
Как перевести дины в ньютоны и обратно?
Разделите дины на 100 000, чтобы получить ньютоны, или умножьте ньютоны на 100 000, чтобы получить дины. Например, \(250{,}000\ \mathrm{dyn}=2.5\ \mathrm{N}\). Дина — гораздо более мелкая единица силы, поэтому скромное значение в ньютонах может превратиться в большое число при выражении в динах.
Почему 16 унций силы может не переводиться ровно в 1 фунт-силу?
Калькулятор хранит округлённые коэффициенты для унция-силы и фунт-силы по отдельности. Умножение его коэффициента для унция-силы на 16 даёт 4.4482224 N, что немного отличается от его коэффициента для фунт-силы — 4.4482216153 N. Физически 16 ozf равно 1 lbf; любое небольшое расхождение в отображаемом преобразовании объясняется хранимыми коэффициентами, а не другим определением силы.