两块质量,两个乘数:千克力转磅达
两个单位之间隔着什么
两个单位都从一块质量出发,然后对它提出不同的问题。千克力把一千克乘上重力给它的加速度;磅达把一磅乘以每秒一英尺每二次方秒——一个为了算术方便而选定的数字,自然界里并不观测到它。于是两者分立在一条贯穿十九世纪力学的裂缝两侧,而它们之间的倍率 70.9316,是这场分歧的记录,而不是任何具体物体的属性。
引力制对阵绝对制
引力单位在定义它的那颗行星表面上很顺手,因为载荷可以用产生它的质量来描述:一只二十公斤的箱子、一个两吨的托盘。绝对单位只由质量、长度和时间定义,所以它在船上、在实验室里、在轨道上都是同一个意思。维多利亚时代的工程师喜欢前者带来的熟悉感,物理学家喜欢后者的自洽,而磅达就是物理学家为英制量出来的产物。
千克力转磅达换算表
两列里是同一批载荷,磅达一列展示了一个建立在每秒一英尺每二次方秒之上的单位,摆在标准重力单位旁边是什么样子。
| 千克力 (kgf) | 磅达 (pdl) |
|---|---|
| 1 | 70.931635284 |
| 10 | 709.31635284 |
| 25 | 1773.2908821 |
| 50 | 3546.5817642 |
| 100 | 7093.1635284 |
| 1000 | 70931.635284 |
两块质量,两个加速度
磅达是重力被排除在定义之外时的产物。取一磅,施加每秒一英尺每二次方秒的加速度,得到的力就是一磅达——没有标准重力,也不参照地球表面的任何特定地点。千克力走的是相反的路,把标准加速度折进单位本身。两者相除,两块质量贡献它们的比值,两个加速度贡献它们的比值。
倍率接近七十,而不是三十二
两个熟悉的数字在这里合流。千克换磅的比值是 2.20462,标准重力与每秒一英尺每二次方秒的比值是 32.174;两者相乘得到 70.9316,也就是整个换算。看清这层拆分,是记住哪个常数属于哪一对单位的好办法,也能避免把 32.174 用在它不该出现的地方。
常见问题
磅达和磅力到底差在哪里?
磅力是一磅在标准重力下的重量;磅达是把一磅加速到每秒一英尺每二次方秒的力。同一块质量,两个加速度,结果之间差 32.174 倍。两者之中只有一个的定义不需要向行星借一个数字。
为什么会有人用建立在每秒一英尺每二次方秒上的单位?
因为它让力、质量和加速度留在同一套自洽体系里,不藏任何常数。在以磅达为基础的计算中,力等于质量乘以加速度,公式里不再出现别的东西,这正是国际单位制用牛顿和千克所做的事。磅力的版本则要在每一步插入重力。
磅达现在还有人在用吗?
很少。它存活在较早的教科书里,在公制化之前写成的一些航空与土木工程文献里,以及用来演示自洽单位思想的习题里。现代英制实践使用磅力,并接受方程里坐着那个引力常数。
这个家族的公制一侧是什么情况?
千克力是公制里的引力单位,牛顿是它对应的绝对单位,它们的相对位置和英制里的磅力与磅达完全一样。牛顿在那场争论里赢得干脆,所以公制实践里没有留下活的分裂,而英制实践把两个单位都保留在流通中。
拿到一个以磅达给出的载荷,我该用哪个数字?
除以 70.9316 就得到千克力。一千磅达是 14.0981 千克力,而十四千克力就是一袋土豆,这是看清磅达是小单位、千克力是大单位最快的办法。