Système pied-livre-seconde - Foot–pound–second system

Le système pied-livre-seconde ou système FPS est un système d'unités construit sur trois unités fondamentales : le pied pour la longueur , la livre (avoirdupois) pour la masse ou la force (voir ci-dessous), et la seconde pour le temps .

Variantes

Collectivement, les variantes du système FPS étaient le système le plus courant dans les publications techniques en anglais jusqu'au milieu du 20e siècle.

Les erreurs peuvent être évitées et la traduction entre les systèmes facilitée en étiquetant toutes les quantités physiques de manière cohérente avec leurs unités. Surtout dans le contexte du système FPS, il est parfois connu sous le nom de système Stroud d' après William Stroud , qui l'a popularisé.

Livre comme unité de masse

Lorsque la livre est utilisée comme unité de masse, le noyau du système cohérent est similaire et fonctionnellement équivalent aux sous-ensembles correspondants du Système international d'unités (SI), utilisant le mètre, le kilogramme et la seconde (MKS) et le centimètre antérieur. Système d'unités –gramme-seconde (CGS).

Dans ce sous-système, l'unité de force est une unité dérivée connue sous le nom de poundal .

${\displaystyle 1\,{\text{pdl}}=1\,{\text{lb}}\cdot 1\,{\frac {\text{ft}}{{\text{s}}^{2 }}}}$

Le symbole standard international pour la livre comme unité de masse plutôt que de force est lb.

Everett (1861) a proposé la dyne et l' erg métriques comme unités de force et d'énergie dans le système FPS.

Le "Dictionary of Measures" de Latimer Clark (1891) contient celo (accélération), vel ou velo (vitesse) et pulse (momentum) comme noms proposés pour les unités absolues FPS.

Livre-force comme unité de force

Le système FPS technique ou gravitationnel , est une variante cohérente du système FPS qui est la plus courante chez les ingénieurs aux États-Unis. Il prend la livre-force comme unité fondamentale de force au lieu de la livre comme unité fondamentale de masse.

Dans ce sous-système, l'unité de masse est une unité dérivée connue sous le nom de slug .

${\displaystyle 1\,{\text{slug}}=1\,{\text{lbf}}\cdot 1\,{\frac {{\text{s}}^{2}}{\text{ft }}}}$

Dans le contexte du système FPS gravitationnel, la livre-force (lbf) est parfois appelée livre (lb).

Livre comme unité de force

Une autre variante du système FPS utilise à la fois la masse-livre et la force-livre, mais ni le slug ni le poundal. Le système résultant n'est pas cohérent, manquant d'unités électriques ou molaires, et est parfois également connu sous le nom de système d'ingénierie britannique , bien que rarement utilisé de nos jours au Royaume-Uni .

Il représente le système pied-livre qui est utilisé pour mesurer la quantité physique en longueur, en masse et en temps

Autres unités

Unités molaires

L'unité de substance dans le système FPS est la livre-mole (lb-mol) = 273,16 × 10 ²⁴ . Jusqu'à ce que le SI décide d'adopter le gramme-mole, la taupe était directement dérivée de l'unité de masse sous la forme (unité de masse)/(unité de masse atomique). L'unité (lbf⋅s ² /ft)-mol apparaît également dans une ancienne définition de l'atmosphère.

Unités électromagnétiques

Les systèmes électrostatiques et électromagnétiques sont principalement dérivés d'unités de longueur et de force. En tant que tels, ce sont des extensions prêtes de tout système contenant la longueur, la masse, le temps. Stephen Dresner donne les unités électrostatiques et électromagnétiques dérivées dans les systèmes pied-livre-seconde et pied-slug-seconde. En pratique, ceux-ci sont le plus souvent associés au système centimètre-gramme-seconde. Les "International Critical Tables" de 1929 donnent dans les symboles et systèmes fpse = système électrostatique FPS et fpsm = système électromagnétique FPS. Sous les conversions pour charge, les éléments suivants sont donnés. Le CRC Handbook of Chemistry and Physics 1979 (Edition 60), répertorie également fpse et fpsm comme abréviations standard.

FPS électromagnétique (EMU, stat-)

1 unité fpsm = 117.581866 unité cgsm ( biot -seconde)

FPS électrostatique (ESU, ab-)

1 unité fpse = 3583.8953 unité cgse (Franklin)

1 unité fpse = 1,1954588×10 ⁻⁶ coulomb abs

Unités de lumière

La bougie et le pied-bougie ont été les premières unités de lumière définies, définies dans le Metropolitan Gas Act (1860). Le pied-bougie est l'intensité de la lumière à un pied d'une bougie standard . Les unités ont été reconnues internationalement en 1881 et adoptées dans le système métrique.

Conversions

Outre le fait que le terme "poids" est utilisé pour la force gravitationnelle dans certains contextes techniques (physique, ingénierie) et pour la masse dans d'autres (commerce, droit), et que la distinction n'a souvent pas d'importance en pratique, la coexistence de variantes du système FPS provoque une confusion sur la nature de l'unité "livre". Sa relation avec les unités métriques internationales est exprimée en kilogrammes, pas en newtons, et dans les temps anciens, elle était définie au moyen d'un prototype de masse à comparer avec une balance à deux plateaux qui est agnostique des différences gravitationnelles locales.

En juillet 1959, les différentes normes nationales du pied et de la livre avoirdupois sont remplacées par le pied international de précisément 0,3048 m et la livre internationale de précisément0,453 592 37  kg , faisant de la conversion entre les systèmes une simple question d'arithmétique. La conversion de la livre est donnée par 1 pdl = 1 lb·ft/s ² =0,138 254 954 376  N (précisément).

Pour convertir entre les systèmes FPS absolu et gravitationnel, il faut fixer l' accélération standard g qui relie la livre à la livre-force.

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

Alors que g dépend strictement de l'emplacement sur la surface de la Terre, depuis 1901 dans la plupart des contextes, il est fixé conventionnellement à précisément g ₀ = 9,806 65  m / s ² ≈ 32,174 05  pi/s ² .

Voir également

• Système d'unités mètre-tonne-seconde (MTS)
• Système FFF

Les références