磅达转千克力:绝对制对上引力制
一个要引入重力的换算
磅达属于一个从不提起重力的单位家族。千克力属于相反的家族:一千克力是一千克质量在标准重力 9.80665 米每二次方秒下受到的拉力。在两个家族之间换算,意味着把一个重力值引入一套明确为了避开它而设计的方案。一磅达等于 0.0140981 千克力,而一千克力等于 70.9316 磅达。
两套哲学,一个倍率
引力单位由一个标准质量的重量定义,这让它用来称重很直观,用来计算却别扭,因为里面坐着一个隐藏的 9.80665。绝对单位只由质量和加速度定义,这让方程保持干净,日常数字却变得陌生。两者之间的倍率不是任何一个单位的属性,它是从一种约定跨到另一种约定的代价。
磅达与千克力对照
两个单位下可比的量值,当一份较早的规格用千克力给出载荷、而工作计算用的是绝对单位时很有用。
| 磅达 (pdl) | 千克力 (kgf) |
|---|---|
| 1 | 0.0140980818502 |
| 10 | 0.140980818502 |
| 25 | 0.352452046254 |
| 50 | 0.704904092509 |
| 100 | 1.40980818502 |
| 1000 | 14.0980818502 |
绝对单位为什么赢了这场争论
十九世纪晚期的物理学家从原则上反对引力单位:一个取值取决于当地重力强度的单位不是常数,标准机构不得不人为固定 g 才能让它表现得像个常数。绝对单位不需要这样的补丁。这个反对意见有道理,并最终起了决定作用,所以国际单位制把牛顿作为它的自洽单位——尽管很多人心里想象一千克力时,想的仍然是千克力的样子。
小数字,容易点错方向
两个单位都很小,所以比值很容易用反。一磅达约是七分之一个牛顿,而一千克力接近十牛顿,于是一千克力里大约有七十一个磅达。如果本该是几百的结果却成了一个不到一的分数,就检查一下比值用在了哪个方向。
常见问题
绝对单位和引力单位的区别是什么?
绝对单位只由质量和加速度固定,所以在任何地方都保持自己的取值。引力单位由一个标准质量的重量固定,所以只有约定好一个重力值之后才有意义。牛顿和磅达是绝对的;千克力和磅力是引力的。
是谁反对引力单位,理由是什么?
二十世纪之交的物理学家和计量学家,他们认为一个绑在地球本地引力上的单位不是常数,必须靠一个定义好的 g 值撑着。他们对绝对单位的偏好塑造了后来的国际单位制。
千克力今天仍被承认吗?
它在工程实践和部分国家标准中存活下来,符号 kgf 也被广泛理解,但它不属于国际单位制。现代文件会换算成牛顿,所以一个千克力数值通常出现在较早的规格里,或者出现在从未切换过的领域中。
这两个单位在日常尺度上怎么比较?
一千克力大约是一升水的重量,等于 9.80665 牛顿。磅达小得多,大致是把一磅加速到每秒一英尺每二次方秒的力,所以要大约七十一个磅达才能平衡一千克力。
这个换算为什么一定需要一个重力值?
因为两个单位中有一个是从重力搭出来的,另一个不是。磅达只需要磅和英尺,千克力需要千克加上标准重力。任何连接两者的桥都必须补上这个缺失的常数,而 0.0140981 就是它进入的位置。