Паундали в килограмм-силы: абсолютная единица против гравитационной
Перевод, который ввозит гравитацию
Паундаль определён без всякого ускорения свободного падения, килограмм-сила — целиком через него. Это единственная причина, по которой множитель между ними такой маленький: тысяча паундалей равна 14,1 килограмма-силы. Никакого физического превращения здесь не происходит, происходящее — смена точки зрения: сила, описанная без ссылки на планету, пересказывается в единице, которая без планеты не существует.
Две философии, один множитель
Гравитационная единица удобна тем, что её значение совпадает с массой: килограмм давит с силой в одну килограмм-силу. Абсолютная единица удобна тем, что не меняется при переезде. Обе позиции разумны, и спор между ними вёлся не о физике, а о том, что удобнее в работе. Победила абсолютная, но не потому, что она правильнее, а потому, что международная система мер выбрала килограмм, метр и секунду, а в этой тройке нет места ускорению свободного падения.
Таблица перевода паундалей в килограмм-силы
Небольшие силы в двух очень разных по размеру единицах. Килограмм-сила крупнее паундаля примерно в семьдесят раз, поэтому столбец справа выглядит почти пустым — и это правильное впечатление.
| Паундаль (pdl) | Килограмм-сила (kgf) |
|---|---|
| 1 | 0.0140980818502 |
| 10 | 0.140980818502 |
| 25 | 0.352452046254 |
| 50 | 0.704904092509 |
| 100 | 1.40980818502 |
| 1000 | 14.0980818502 |
Почему победили абсолютные единицы
Метрология с самого начала стремилась к единицам, которые можно воспроизвести где угодно. Гравитационная единица требует ещё и указания, где именно производилось измерение; абсолютная не требует ничего, кроме массы, длины и времени, а эти три эталона хранятся в международных бюро. Спор решился не в пользу более удобной единицы, а в пользу той, которую можно определить одинаково в любой лаборатории мира.
Маленькие числа легко перепутать
Значения в килограмм-силах здесь получаются порядка сотых и тысячных, поэтому лишний ноль теряется незаметно. Полезно помнить опорную точку: тысяча паундалей — это около четырнадцати килограмм-сил, то есть примерно вес полуторалитровой бутыли. Всё, что заметно отклоняется от этой пропорции, стоит пересчитать заново.
Частые вопросы
Чем абсолютная единица отличается от гравитационной?
В определении абсолютной участвуют только масса, длина и время. В определении гравитационной к ним добавляется ускорение свободного падения, и потому она привязана к конкретному месту. Паундаль абсолютен, килограмм-сила гравитационна, и всё различие между ними в этом.
Кто возражал против гравитационных единиц и почему?
Физики и метрологи, которым требовалась воспроизводимость. Гравитационная единица, определённая в одной стране, не совпадала с одноимённой единицей в другой, потому что местное ускорение свободного падения чуть отличается. Абсолютная единица такой проблемы не создаёт, и в конечном счёте именно это соображение перевесило.
Признают ли килограмм-силу сегодня?
В СИ её нет, но во многих странах она остаётся законной для торговли и держится в промышленной документации, на манометрах и в старых руководствах. Обычно рядом с ней указывают значение в ньютонах, и в этом соседстве она никому не мешает: как практическая единица она удобна, как эталон — нет.
Как эти две единицы соотносятся в бытовых величинах?
Паундаль чуть больше грамма-силы: он составляет примерно 1,41 грамм-силы. Поэтому тысяча паундалей — это около килограмма-силы с небольшим, а точнее 1,41 килограмма-силы. Разница между паундалем и грамм-силой невелика, но не настолько, чтобы их можно было путать в расчёте.
Почему для этого перевода вообще нужно значение гравитации?
Потому что одна из двух единиц определена через неё. В паундале гравитации нет, в килограмм-силе она есть, и чтобы связать эти определения между собой, её приходится ввести в расчёт. Значение стандартное — 9,80665 метра на секунду в квадрате, — поэтому перевод остаётся одинаковым для всех.