Smart Calculators

Smart

Calculators

Μετατροπέας Δύναμης

Μετατρέψτε ανάμεσα σε μονάδες δύναμης SI, βαρυτικές και CGS (νιούτον, κιλονιούτον, δύνη, χιλιόγραμμο-δύναμη, τόνος-δύναμη, λίβρα-δύναμη, ουγγιά-δύναμη, σορτ τον-δύναμη) με ακριβείς συντελεστές κατά NIST, αγκυρωμένους στην πρότυπη βαρύτητα της CGPM 1901.

N

Αποτέλεσμα

0,224809 lbf

1 N= 0,224809 lbf

ΜονάδαΤιμή
Νιούτον (N)1
Κιλονιούτον (kN)0,001
Δύνη (dyn)100.000
Χιλιόγραμμο-δύναμη (kgf)0,101972
Τόνος-δύναμη (tnf)1,01972e-4
Ουγγιά-δύναμη (ozf)3,59694
Λίβρα-δύναμη (lbf)0,224809
Σορτ τον-δύναμη (ΗΠΑ) (tonf (ΗΠΑ))1,12404e-4

Μετατροπέας δύναμης. SI, βαρυτικές και CGS μονάδες με ακριβείς συντελεστές κατά NIST.

Ο μετατροπέας δύναμης μετατρέπει μια τιμή από μία μονάδα σε άλλη με ακριβείς συντελεστές, αγκυρωμένους στο νιούτον του SI και στην CGPM 1901. Έτσι 1 lbf = 4,4482216152605 N και 1 kgf = 9,80665 N είναι ορισμοί, όχι προσεγγίσεις, και κάθε μετατροπή του εργαλείου σημαίνεται ως ακριβής.

Τι Είναι ο Μετατροπέας Δύναμης;

Στην ελληνική μηχανική και φυσική η δύναμη βγαίνει από τέσσερις πολύ διαφορετικές πόρτες. Η πρώτη είναι το αμφιθέατρο του ΕΜΠ, του ΑΠΘ ή του ΕΚΠΑ: ένας φοιτητής δουλεύει με νιούτον και δύνες σε ασκήσεις κλασικής φυσικής, και χρειάζεται την καθαρή ισότητα 1 δύνη = 10⁻⁵ N για να γεφυρώσει CGS και SI. Η δεύτερη πόρτα είναι το γραφείο πολιτικού μηχανικού: τα παλιά ελληνικά εγχειρίδια στατικής και αντοχής υλικών της δεκαετίας του 1970 και του 1980 χρησιμοποιούσαν συστηματικά «χιλιόγραμμα-δύναμη» ή «κιλά βάρους» (kgf), και πολλά παλαιά τοπογραφικά σχέδια και μελέτες στατικής συνεχίζουν να τα διατηρούν. Η τρίτη πόρτα είναι ο τεχνίτης συνεργείου που διαβάζει ένα αμερικανικό φύλλο δεδομένων σε λίβρες-δύναμη (lbf) και πρέπει να γνωρίζει με ακρίβεια ότι μια κλειδαριά συσφίξης 50 lbf αντιστοιχεί σε 222,4 N. Η τέταρτη είναι το γυμναστήριο: οι δίσκοι Eleiko και τα αντίγραφά τους έρχονται με σήμανση kg, αλλά η ίδια η δύναμη που ασκείται είναι σε νιούτον.
Ένας μετατροπέας δύναμης είναι ένα εργαλείο που δέχεται μια μέτρηση σε μία μονάδα δύναμης και επιστρέφει την ισοδύναμη τιμή σε οποιαδήποτε άλλη υποστηριζόμενη μονάδα. Κάθε μετατροπή σε αυτόν τον υπολογιστή δρομολογείται μέσω μίας βασικής μονάδας, του νιούτον (N), με χρήση του ορισμένου συντελεστή κάθε μονάδας: 1 κιλονιούτον είναι ακριβώς 1.000 N, 1 δύνη είναι ακριβώς 1 × 10⁻⁵ N, 1 χιλιόγραμμο-δύναμη είναι ακριβώς 9,80665 N, 1 τόνος-δύναμη είναι ακριβώς 9.806,65 N (= 1.000 kgf), 1 λίβρα-δύναμη είναι ακριβώς 4,4482216152605 N, 1 ουγγιά-δύναμη είναι ακριβώς 0,27801385095378125 N (= lbf / 16) και 1 σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ είναι ακριβώς 8.896,443230521 N (= 2.000 lbf). Δεν είναι μηχανολογικές προσεγγίσεις· είναι ακριβείς ρητοί συντελεστές που προκύπτουν από τρεις σταθερές αναφοράς: το νιούτον του SI (1 kg·m/s² από την αναθεώρηση SI του 2019), τη Διεθνή Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας του 1959 (1 lb = 0,45359237 kg ακριβώς) και την κήρυξη της 3ης Γενικής Συνδιάσκεψης Μέτρων και Σταθμών (CGPM, 1901) ότι η πρότυπη βαρύτητα είναι ακριβώς 9,80665 m/s².
Το πιο σημαντικό κρίσιμο σημείο σε έναν σοβαρό μετατροπέα δύναμης είναι η κατάσταση της πρότυπης βαρύτητας. Το gn = 9,80665 m/s² δεν είναι η μετρούμενη βαρυτική επιτάχυνση σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο της Γης (η πραγματική τιμή κυμαίνεται από περίπου 9,78 m/s² στον ισημερινό σε επίπεδο θάλασσας έως 9,834 m/s² κοντά στους πόλους, με μια τιμή κάτω και από 9,764 m/s² στην κορυφή του Τσιμποράσο). Είναι μια ακριβής, εξ ορισμού σταθερά, σταθεροποιημένη από την 3η Γενική Συνδιάσκεψη Μέτρων και Σταθμών το 1901, η οποία αγκυρώνει κάθε βαρυτική μονάδα δύναμης — χιλιόγραμμο-δύναμη, τόνο-δύναμη, λίβρα-δύναμη, ουγγιά-δύναμη, σορτ τον-δύναμη — στο νιούτον του SI. Επειδή το gn είναι ακριβές και επειδή η λίβρα αβουαρντουπουά του 1959 είναι ακριβής (0,45359237 kg), ο συντελεστής της λίβρας-δύναμης 0,45359237 × 9,80665 = 4,4482216152605 N είναι επίσης ακριβής, με μηδέν σφάλμα στρογγυλοποίησης. Η ίδια λογική κάνει ακριβείς και την ουγγιά-δύναμη (lbf/16, με τη διαίρεση δια 16 — δύναμη του 2 — να διατηρεί την ακρίβεια bit-by-bit στο IEEE-754) και τη σορτ τον-δύναμη (2.000 × lbf).
Ο μετατροπέας υποστηρίζει οκτώ μονάδες σε τρεις οικογένειες. Η οικογένεια του SI (νιούτον, κιλονιούτον) κυριαρχεί σε επιστημονική δημοσίευση, σύγχρονες μηχανολογικές προδιαγραφές και κάθε σύγχρονο βιβλίο φυσικής εκτός των ΗΠΑ. Η βαρυτική οικογένεια (χιλιόγραμμο-δύναμη, τόνος-δύναμη, λίβρα-δύναμη, ουγγιά-δύναμη, σορτ τον-δύναμη) είναι η κληρονομιά της προ-SI μηχανικής πρακτικής και παραμένει πρότυπο για αμερικανικές αξιολογήσεις ώθησης πυραύλων, προδιαγραφές δομικών φορτίων, δυνάμεις πεντάλ φρένου και συμπλέκτη αυτοκινήτου και δίσκους γυμναστηρίου. Η οικογένεια CGS (δύνη) επιβιώνει σε μετρήσεις επιφανειακής τάσης, βιομηχανική και παλαιότερη ηλεκτρομαγνητική βιβλιογραφία. Στην ελληνική καθημερινότητα το πιο συχνό ζευγάρι είναι kgf ↔ N για κάθε υδραυλικό κύλινδρο, ηλεκτρικό κινητήρα και γερανό (παλιά καταλόγια αναφέρουν χωρητικότητα σε κιλά βάρους, σύγχρονες προδιαγραφές σε νιούτον)· σε φυσική γυμνασίου η αναμέτρηση δύνη ↔ N είναι σταθερή· και σε αυτοκινητοβιομηχανία η λίβρα-δύναμη εμφανίζεται σε κάθε αμερικανικό φύλλο δεδομένων εξάρτησης.
Αυτό που ξεχωρίζει έναν σοβαρό μετατροπέα δύναμης από ένα διαφημιστικό widget είναι η ειλικρίνεια ως προς το ποιοι συντελεστές είναι ακριβείς και πόσα ψηφία πραγματικά έχουν σημασία. Οι περισσότεροι ελληνικοί μετατροπείς τυπώνουν 1 lbf ≈ 4,4482 N (στρογγυλοποίηση 4 δεκαδικών) και σταματούν εκεί, εισάγοντας περίπου 2,16 × 10⁻⁵ N απόκλισης ανά λίβρα-δύναμη, η οποία αθροιστικά γίνεται ~0,216 N σε 10.000 lbf και ~21,6 N (≈ 4,86 lbf) σε ένα φορτίο πυραυλικής βαθμίδας 1.000.000 lbf. Αόρατο για καθημερινή μηχανική, αλλά αρχίζει να μετράει σε επίπεδο πρωτογενούς προτύπου δύναμης μετρολογίας. Αυτός ο υπολογιστής εκθέτει την πλήρη ακριβή τιμή 4,4482216152605 N, επιτρέπει να διαβάσετε έως 15 δεκαδικά ψηφία (την πλήρη μαντίσσα του IEEE-754) και σημαίνει κάθε αποτέλεσμα με την ετικέτα «ακριβές», επειδή κάθε υποστηριζόμενο ζευγάρι στο σύνολο της δύναμης είναι εξ ορισμού ακριβές.

Πώς να Μετατρέψετε Μεταξύ Μονάδων Δύναμης

Κάθε μετατροπή δύναμης είναι ένας πολλαπλασιασμός και μία διαίρεση μέσω του νιούτον. Ο γενικός τύπος είναι:
y=xafromatoy = x \cdot \frac{a_{\text{from}}}{a_{\text{to}}}
όπου $x$ είναι η τιμή εισόδου, $a\text{from}$ ο συντελεστής της μονάδας προέλευσης ως προς το νιούτον και $a\text{to}$ ο συντελεστής της μονάδας προορισμού ως προς το νιούτον. Για να γίνει χειροκίνητα — π.χ. από λίβρες-δύναμη σε νιούτον:
1. Πάρτε τον συντελεστή της λίβρας-δύναμης ως προς το νιούτον: $a\text{from} = 4{,}4482216152605$.
2. Πολλαπλασιάστε την τιμή εισόδου με αυτόν τον συντελεστή για να βρείτε τα νιούτον. Παράδειγμα: 1.000 lbf × 4,4482216152605 = 4.448,2216152605 N.
3. Πάρτε τον συντελεστή του προορισμού ως προς το νιούτον. Για κιλονιούτον $a\text{to} = 1000$.
4. Διαιρέστε την τιμή σε νιούτον με τον συντελεστή προορισμού: 4.448,2216152605 ÷ 1000 = 4,4482216152605 kN ακριβώς.
Η ίδια διαδικασία λειτουργεί για κάθε υποστηριζόμενη μονάδα. Από χιλιόγραμμα-δύναμη σε νιούτον: 1 kgf × 9,80665 N/kgf ÷ 1 N/N = 9,80665 N ακριβώς. Από δύνες σε νιούτον: 1 δύνη × 10⁻⁵ N/δύνη = 10⁻⁵ N ακριβώς (η κλασική μετατροπή CGS-σε-SI που εξετάζει κάθε μάθημα εισαγωγικής φυσικής). Από λίβρες-δύναμη σε χιλιόγραμμα-δύναμη: 1 lbf × 4,4482216152605 N/lbf ÷ 9,80665 N/kgf = 0,45359237 kgf ακριβώς — αποτέλεσμα μαθηματικά ίσο με τη λίβρα αβουαρντουπουά σε χιλιόγραμμα, επειδή η λίβρα-δύναμη και το χιλιόγραμμο-δύναμη ορίζονται ως μάζα × gn με το gn να απλοποιείται.
Για να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον υπολογιστή, επιλέξτε τη μονάδα προέλευσης από τη λίστα «Από», πληκτρολογήστε μια τιμή και επιλέξτε τη μονάδα προορισμού από τη λίστα «Σε». Το αποτέλεσμα ενημερώνεται σε κάθε πληκτρολόγηση. Κάντε κλικ στην κάρτα αποτελέσματος για αντιγραφή στο πρόχειρο. Χρησιμοποιήστε τον επιλογέα ακρίβειας για να επιλέξετε αυτόματη (6 σημαντικά ψηφία) ή σταθερά 0, 2, 4, 6, 10 ή 15 δεκαδικά. Η αυτόματη ακρίβεια μεταβαίνει σε επιστημονικό συμβολισμό όταν το αποτέλεσμα ξεπερνά τα 10¹² (ένα τρισεκατομμύριο) ή πέφτει κάτω από 0,001, ώστε η μετατροπή της ώθησης ενός Saturn V (~34 MN) σε δύνες (~3,4 × 10¹² δύνες) να παραμένει αναγνώσιμη. Η σήμανση «ακριβές» εμφανίζεται δίπλα σε κάθε αποτέλεσμα δύναμης, επειδή κάθε μονάδα του συνόλου έχει εξ ορισμού ρητό ακριβή συντελεστή ως προς το νιούτον.

Τύπος Μετατροπής Δύναμης

y=xafromatoy = x \cdot \frac{a_{\text{from}}}{a_{\text{to}}}
  • yy = Η μετατρεπόμενη τιμή, εκφρασμένη στη μονάδα δύναμης προορισμού.
  • xx = Η τιμή εισόδου, εκφρασμένη στη μονάδα δύναμης προέλευσης.
  • afroma_{\text{from}} = Συντελεστής που μετατρέπει τη μονάδα προέλευσης σε νιούτον (π.χ. 9,80665 για kgf, 4,4482216152605 για lbf, 10⁻⁵ για δύνη).
  • atoa_{\text{to}} = Συντελεστής που μετατρέπει τη μονάδα προορισμού σε νιούτον (π.χ. 1000 για kN, 9806,65 για τόνο-δύναμη, 8896,443230521 για σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ).
Ο τύπος είναι μια διπλή πράξη με άξονα τη βασική μονάδα του νιούτον. Ο πίνακας συντελεστών που χρησιμοποιεί ο υπολογιστής προέρχεται απευθείας από το NIST SP 811 Παράρτημα B.8 και αγκυρώνεται σε τρεις ακριβείς σταθερές: το νιούτον του SI, τη Διεθνή Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας του 1959 (1 lb = 0,45359237 kg ακριβώς) και την κήρυξη της 3ης CGPM (1901) ότι gn = 9,80665 m/s² ακριβώς:
  • Νιούτον (N): 1 N (ακριβές, παράγωγη μονάδα SI· 1 N ≡ 1 kg·m/s²)
  • Κιλονιούτον (kN): 1000 N (ακριβές, SI)
  • Δύνη (dyn): 1 × 10⁻⁵ N (ακριβές, CGS· 1 δύνη ≡ 1 g·cm/s²)
  • Χιλιόγραμμο-δύναμη (kgf): 9,80665 N (ακριβές, CGPM 1901 × 1 kg)
  • Τόνος-δύναμη (tnf): 9806,65 N (ακριβές, = 1000 kgf)
  • Λίβρα-δύναμη (lbf): 4,4482216152605 N (ακριβές, = 0,45359237 kg × 9,80665 m/s²)
  • Ουγγιά-δύναμη (ozf): 0,27801385095378125 N (ακριβές, = lbf/16· η διαίρεση δια 16 είναι δύναμη του 2 και διατηρεί την ακρίβεια bit-by-bit στο IEEE-754)
  • Σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ (tonf): 8896,443230521 N (ακριβές, = 2000 × lbf)
Για την κατεύθυνση νιούτον → λίβρα-δύναμη ο υπολογιστής εμφανίζει το άρρητο πηλίκο 1/4,4482216152605 = 0,22480894309971… lbf/N. Οι περισσότεροι περιστασιακοί μετατροπείς τυπώνουν 0,2248 και σταματούν εκεί· αυτός θα τυπώσει όσα ψηφία ζητήσετε από τον επιλογέα ακρίβειας, έως και 15. Το ίδιο ισχύει για το πηλίκο κιλονιούτον → λίβρα-δύναμη: 1000 / 4,4482216152605 = 224,808943099710… lbf/kN (η κλασική αεροδιαστημική μετατροπή ώθησης). Κάθε αποτέλεσμα σημαίνεται ως ακριβές, επειδή και τα δύο άκρα είναι ακριβείς ρητοί — η αρρητότητα είναι στην τυπωμένη μορφή, όχι στον υποκείμενο ορισμό.

Λυμένα Παραδείγματα Μετατροπής Δύναμης

70 kgf σε νιούτον (η ζυγαριά μπάνιου)

Ορίστε Από = Χιλιόγραμμο-δύναμη, Σε = Νιούτον, Τιμή = 70. Ο τύπος δίνει 70 × 9,80665 = 686,4655 N ακριβώς. Αυτό είναι που μετράει στην πραγματικότητα η ζυγαριά μπάνιου σας όταν δείχνει «70 kg». Αυστηρά μιλώντας, μια ζυγαριά μπάνιου διαβάζει δύναμη (το βάρος που ασκείτε στο ελατήριο ή το strain gauge) και διαιρεί με την τοπική βαρυτική επιτάχυνση για να εμφανίσει έναν αριθμό με ετικέτα «kg». Επειδή οι περισσότερες οικιακές ζυγαριές βαθμονομούνται για μία ονομαστική τιμή g (συνήθως 9,80665), τα εμφανιζόμενα «kg» είναι στην πραγματικότητα kgf — και η υποκείμενη φυσική ποσότητα είναι 686,5 N δύναμης, όχι 70 kg μάζας. Στη Σελήνη, μια ζυγαριά βαθμονομημένη για τη Γη θα έδειχνε 70 «kg» μόνο αν γνώριζε την τοπική g· μια αβαθμονόμητη ζυγαριά ελατηρίου θα έδειχνε περίπου 11,6 kgf, αφού η σεληνιακή g είναι ~1,625 m/s².

1.000 lbf σε νιούτον (αμερικανικό φύλλο δεδομένων)

Ορίστε Από = Λίβρα-δύναμη, Σε = Νιούτον, Τιμή = 1000. Ο τύπος δίνει 1000 × 4,4482216152605 = 4.448,2216152605 N ακριβώς. Στην αυτόματη ακρίβεια το αποτέλεσμα διαβάζεται 4.448,22 N (6 σημαντικά ψηφία). Ορίστε ακρίβεια στα 15 δεκαδικά για να δείτε την πλήρη μαντίσσα. Αυτή είναι η μετατροπή που κάνει κάθε Έλληνας μηχανικός που διαβάζει αμερικανική προδιαγραφή: μια στερέωση 1.000-lbf αντιστοιχεί σε δομικό φορτίο 4,45 kN. Η απόκλιση 0,000486% ανάμεσα στην πρόχειρη στρογγυλοποίηση 4,4482 και στην ακριβή 4,4482216152605 αθροίζεται σε ~0,0216 N σε 1.000 lbf — αόρατη για ένα στήριγμα, και ακόμη μόλις ~21,6 N (~4,86 lbf) σε ένα φορτίο πυραυλικής βαθμίδας 1.000.000 lbf, αλλά αρχίζει να μετράει σε επίπεδο μετρολογίας πρωτογενούς προτύπου δύναμης.

1 kgf σε νιούτον (η καθαρότερη βαρυτική μετατροπή)

Ορίστε Από = Χιλιόγραμμο-δύναμη, Σε = Νιούτον, Τιμή = 1. Ο τύπος δίνει 1 × 9,80665 = 9,80665 N ακριβώς. Είναι η πιο καθαρή βαρυτική-σε-SI μετατροπή ολόκληρου του πίνακα, επειδή η κήρυξη της CGPM-1901 σταθεροποιεί την πρότυπη βαρύτητα ακριβώς στα 9,80665 m/s², χωρίς καμία στρογγυλοποίηση. Καταλόγια υδραυλικών κυλίνδρων, ονομαστικές ροπές ηλεκτροκινητήρων (σε kgf·m) και προδιαγραφές φορτίου ανελκυστήρα ακόμη αναφέρουν kgf σε πολλές αγορές της Ευρώπης και της Ασίας — και στην Ελλάδα ειδικά, σε παλιότερα τεύχη της Στατικής (Πολίτης, Σταματόπουλος) και σε αντοχή υλικών η μονάδα κυριαρχούσε μέχρι τη δεκαετία του 1980. Το ισοδύναμο SI είναι αυτό που κάθε σύγχρονο πακέτο πεπερασμένων στοιχείων (FEA) περιμένει. Ένα υδραυλικό έμβολο 1000 kgf = 9806,65 N ακριβώς (= 1 τόνος-δύναμη).

Saturn V F-1 — 1.522.000 lbf σε MN (ιστορικός δείκτης)

Ορίστε Από = Λίβρα-δύναμη, Σε = Νιούτον, Τιμή = 1522000. Ο τύπος δίνει 1.522.000 × 4,4482216152605 = 6.770.193,298 N ακριβώς, ή 6,77 MN — η συχνά αναφερόμενη ώθηση του αναβαθμισμένου κινητήρα Rocketdyne F-1 που χρησιμοποιήθηκε στο Apollo 8 και μετά. Κάθε πρώτο στάδιο του Saturn V έφερε πέντε κινητήρες F-1, δίνοντας συνολική ώθηση απογείωσης 5 × 6,77 MN ≈ 33,85 MN (η κανονική τιμή «7,5 εκατομμύρια λίβρες ώθησης» των αναφορών της NASA είναι η αρχική βαθμονόμηση των 1.500.000-lbf × 5 = 7,5 × 10⁶ lbf ≈ 33,4 MN). Το Saturn V είναι κλειστό ιστορικό πρόγραμμα — οι αριθμοί δεν αλλάζουν με τον χρόνο και αποτελούν χρήσιμο δείκτη ελέγχου για κάθε νεότερη σύγκριση ώθησης (Falcon 9 πρώτου σταδίου: ~7,6 MN· Falcon Heavy: ~22,8 MN· SLS Block 1: ~39 MN).

1 δύνη σε νιούτον (η μετατροπή του εγχειριδίου φυσικής)

Ορίστε Από = Δύνη, Σε = Νιούτον, Τιμή = 1. Ο τύπος δίνει 1 × 10⁻⁵ = 10⁻⁵ N ακριβώς, ισοδύναμα 10 μN (μικρονιούτον). Είναι η κανονική μετατροπή CGS-σε-SI που εξετάζει κάθε εισαγωγικό μάθημα φυσικής στα ελληνικά πανεπιστήμια. Η δύνη επιβιώνει σε τρεις σύγχρονες θέσεις: επιφανειακή τάση (νερό στους 25 °C: ~72 δύνες/cm = 72 mN/m), βιομηχανική μικρής κλίμακας (συσταλτικότητα μυοκαρδίου) και παλαιότερη ηλεκτρομαγνητική βιβλιογραφία (gauss × abampere = δύνη / abcoulomb). Σε κάθε σύγχρονη μηχανολογική προδιαγραφή προτιμάται το ισοδύναμο SI σε χιλιοστόνιουτον ή μικρονιούτον — η καθαρότερη μνημονική σχέση είναι 1 δύνη = 10 μN.

Συγκριτικός πίνακας: 1 μονάδα σε νιούτον, λίβρα-δύναμη και kgf

ΜονάδαΤιμή σε NΤιμή σε lbfΤιμή σε kgfΑκριβές;
Δύνη (dyn)1 × 10⁻⁵2,2481 × 10⁻⁶1,01972 × 10⁻⁶ναι
Ουγγιά-δύναμη (ozf)0,278013850953781250,0625 (= 1/16)0,028349523125ναι
Νιούτον (N)10,224808943099710,101971621298ναι
Λίβρα-δύναμη (lbf)4,448221615260510,45359237ναι
Χιλιόγραμμο-δύναμη (kgf)9,806652,204622621848781ναι
Κιλονιούτον (kN)1000224,808943099710101,971621297793ναι
Σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ (tonf)8896,4432305212000907,18474ναι
Τόνος-δύναμη (tnf)9806,652204,622621848781000ναι
Τρεις σταθερές που αξίζει να αποστηθίσετε: 1 lbf = 0,45359237 kgf ακριβώς (η λίβρα IYP-1959 εκφρασμένη σε kgf, με το gn να απλοποιείται)· 1 kgf = 9,80665 N ακριβώς (ο δείκτης CGPM-1901)· 1 σορτ τον-δύναμη = 2000 lbf ακριβώς ≈ 907,18 kgf (περίπου 91% ενός τόνου-δύναμης). Όλες οι υπόλοιπες γραμμές είναι ακριβείς ρητοί που παράγονται από αυτούς τους ορισμούς και το νιούτον του SI.

Συμβουλές για Μετατροπές Δύναμης

  • Θεωρήστε 1 lbf ≈ 4,45 N απλώς ως πρόχειρη προσέγγιση. Η ακριβής σχέση είναι 1 lbf = 4,4482216152605 N, σταθεροποιημένη από τη Διεθνή Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας του 1959 (1 lb = 0,45359237 kg ακριβώς) και την κήρυξη της 3ης CGPM 1901 (gn = 9,80665 m/s² ακριβώς). Για νοητικές μετατροπές «πολλαπλασιάστε επί 4,5» δίνει σφάλμα ~1,2% (απόκλιση ~5 N ανά 100 lbf). Για φύλλα δεδομένων, σχέδια CAD ή ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων, δουλέψτε πρώτα σε νιούτον και μετατρέψτε σε lbf μόνο στο τελευταίο βήμα με τον πλήρη συντελεστή 4,4482216152605.
  • Αποστηθίστε τις τέσσερις ακριβείς γέφυρες ως προς το νιούτον: κιλονιούτον (1000), λίβρα-δύναμη (4,4482216152605), χιλιόγραμμο-δύναμη (9,80665) και δύνη (10⁻⁵). Κάθε μετατροπή σε αυτό το εργαλείο υλοποιείται ως «είσοδος × συντελεστής-από ÷ συντελεστής-σε», οπότε αποστηθίζοντας αυτές τις τέσσερις γέφυρες έχετε όλο τον σταυρωτό πίνακα στο μυαλό σας. Η ουγγιά-δύναμη (lbf/16), ο τόνος-δύναμη (1000 × kgf) και η σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ (2000 × lbf) ολοκληρώνουν το σύνολο.
  • Το kgf δεν είναι kg. Στη ζυγαριά μπάνιου, ο αριθμός που διαβάζει «70 kg» είναι στην πραγματικότητα μέτρηση δύναμης περίπου 686,5 N, εμφανιζόμενη ως 70 kgf με τη σύμβαση 1 kgf = 9,80665 N ακριβώς. Η μάζα είναι ενδογενής ιδιότητα και δεν αλλάζει με τη βαρύτητα· η δύναμη εξαρτάται από το g. Η ζυγαριά εμφανίζει μάζα-ως-εάν μόνο επειδή οι οικιακές ζυγαριές βαθμονομούνται για μία ονομαστική g. Σε μηχανολογικές προδιαγραφές, ποτέ μη γράφετε «100 kg φορτίο» όταν εννοείτε «100 kgf» — συγχέει μάζα και δύναμη σε επίπεδο μελέτης σχεδιασμού.
  • Η λίβρα-δύναμη (lbf) δεν είναι λίβρα-μάζα (lbm), και κανένα από τα δύο δεν είναι slug. Στη μηχανική των ΗΠΑ, η λίβρα-δύναμη (lbf) είναι δύναμη, η λίβρα-μάζα (lbm) είναι μάζα, και το slug είναι η μονάδα μάζας του συστήματος FPS που ορίζεται ως η μάζα που επιταχύνει 1 lbf σε ρυθμό 1 ft/s² (οπότε 1 slug = 32,174 lbm). Η ιστορική σύγχυση είναι ότι 1 lbm ζυγίζει ακριβώς 1 lbf σε πρότυπη βαρύτητα στη Γη, κάνοντας τους δύο αριθμητικά ταυτόσημους εκεί — αλλά συμπίπτουν μόνο σε επίπεδο θάλασσας. Σε κάθε δυναμικό πρόβλημα (F = m·a), χρησιμοποιήστε slug για τη μάζα αν παραμένετε σε lbf, ή μεταβείτε σε SI με kg και N.
  • Χρησιμοποιήστε τον επιλογέα ακρίβειας για να ταιριάζει στο κοινό σας. Καθημερινές μετατροπές στρογγυλοποιούν σε 0–2 δεκαδικά (ένα φορτίο 100-lbf είναι απλώς «445 N» σε κουβέντα στον διάδρομο). Μηχανολογικά φύλλα δεδομένων αναφέρουν 4–6 δεκαδικά. Αεροδιαστημικοί έλεγχοι ώθησης και είσοδοι FEA δομικών μελετών δουλεύουν συνήθως με 6–10 δεκαδικά, επειδή το αθροιστικό σφάλμα σε έναν προϋπολογισμό ώθησης εκατομμυρίων νιούτον μπορεί να μετακινήσει τα όρια απόδοσης. Μετρολόγοι που συγκρίνουν με πρωτογενές πρότυπο δύναμης θέλουν 15 δεκαδικά — την πλήρη διπλή ακρίβεια IEEE-754 που εκθέτει αυτός ο υπολογιστής.
  • Κάθε μονάδα δύναμης σε αυτό το σύνολο είναι ακριβής. Σε αντίθεση με μετατροπές μήκους που εμπλέκουν το έτος φωτός ή το παρσέκ, όπου οι ορισμοί IAU ξεπερνούν την ακρίβεια του 64-bit double, κάθε συντελεστής δύναμης εδώ είναι πεπερασμένος ρητός που χωράει καθαρά σε IEEE-754: 1, 1000, 10⁻⁵, 9,80665, 9806,65, 4,4482216152605, 0,27801385095378125 (= lbf/16, διαίρεση με δύναμη του 2 που διατηρεί την ακρίβεια bit-by-bit), 8896,443230521 (= 2000 lbf). Η σήμανση «ακριβές» εμφανίζεται για κάθε ζεύγος.
  • Ο τόνος-δύναμη (≈ 9,81 kN) δεν είναι το ίδιο με τη σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ (≈ 8,90 kN). 1 τόνος-δύναμη = 1000 kgf = 9806,65 N ακριβώς (με βάση 1000 kg μάζας υπό πρότυπη βαρύτητα). 1 σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ = 2000 lbf = 8896,443230521 N ακριβώς (με βάση 2000 αβουαρντουπουά λίβρες, ~907,185 kg). Οι δύο διαφέρουν κατά ~9,3% — μη αμελητέα διαφορά σε προδιαγραφές βαρέος εξοπλισμού, ονομαστικά φορτία γερανών ή τονάζ πρέσας. Πάντα ξεκαθαρίστε με την ετικέτα «τόνος-δύναμη (μετρικός)» ή «σορτ τον-δύναμη (ΗΠΑ)», ποτέ απλώς «τόνος».
  • Όταν το αποτέλεσμα είναι μεγαλύτερο από 10¹² (ένα τρισεκατομμύριο) ή μικρότερο από 10⁻³ στην αυτόματη ακρίβεια, η εμφάνιση μεταβαίνει σε επιστημονικό συμβολισμό. Είναι σκόπιμο: η εγγραφή της ώθησης του πρώτου σταδίου Saturn V (~34 MN) σε δύνες ως 3.400.000.000.000 δύνες είναι μη αναγνώσιμη, ενώ 3,4 × 10¹² δύνες είναι αναγνώσιμο με μια ματιά.
  • Στη Στατική και την Αντοχή Υλικών παλαιότερων ελληνικών εκδόσεων (έως τα μέσα της δεκαετίας του 1980) είναι συχνή η χρήση του χιλιόγραμμου-δύναμης (kgf) ή της σύντομης μορφής «κιλά» αντί για νιούτον. Όταν παραλαμβάνετε παλιά μελέτη ή σχέδιο, ελέγξτε πάντα τις μονάδες: 100 «kg φορτίο» σε σχέδιο της δεκαετίας του 1970 σημαίνει 100 kgf = 980,7 N. Σε σύγχρονο πακέτο FEA (SAP2000, ETABS, RFEM) εισάγετε πάντα νιούτον ή κιλονιούτον. Η ίδια προσοχή ισχύει για ροπές: 50 «κιλά-μέτρο» παλαιού σχεδίου = 50 kgf·m = 490,3 N·m.
  • Για αεροδιαστημικές αξιολογήσεις ώθησης, περιμένετε προδιαγραφές σε lbf (αμερικανικά εκπαιδευμένα προγράμματα), kN (σύγχρονοι ευρωπαϊκοί, ινδικοί, κινεζικοί, ιαπωνικοί φορείς εκτόξευσης) ή MN (πολύ μεγάλα στάδια). 1 MN = 224.809 lbf (καλά, ακριβές μέχρι το άρρητο πηλίκο 0,2248…)· η ώθηση 6,77 MN ≈ 1,522 × 10⁶ lbf του κινητήρα F-1 του Saturn V είναι χρήσιμος ιστορικός δείκτης που δεν αλλάζει με τον χρόνο. Για drones και κινητήρες ομοιωμάτων πυραύλων, περιμένετε γραμμάρια-δύναμης (gf, όπου 1 gf = 9,80665 mN) ή ουγγιές-δύναμης (1 ozf = 0,27801385 N), όλα σημασμένα ως ακριβή σε αυτόν τον υπολογιστή.

Μετατροπέας Δύναμης — Συχνές Ερωτήσεις

Πόσα νιούτον είναι 1 κιλό;

Στη Γη, υπό πρότυπη βαρύτητα, 1 κιλό μάζας έχει βάρος ακριβώς 9,80665 νιούτον — αυτό είναι ο ορισμός του χιλιόγραμμου-δύναμης (1 kgf = 9,80665 N). Πρακτικά, οι περισσότεροι εκπαιδευτικοί πόροι στρογγυλοποιούν σε 9,8 N για ευκολία υπολογισμού, αλλά η ακριβής τιμή είναι 9,80665 από την κήρυξη της 3ης CGPM το 1901. Σημαντικό: το κιλό είναι μονάδα μάζας, όχι δύναμης· η μετατροπή ισχύει μόνο στη Γη υπό πρότυπη βαρύτητα. Στη Σελήνη η ίδια μάζα του 1 κιλού έχει βάρος μόνο ~1,625 N (αφού η σεληνιακή g είναι ~1,625 m/s²).

Πόσα νιούτον είναι μία λίβρα-δύναμη (lbf);

Ακριβώς 4,4482216152605 νιούτον. Ο αριθμός δεν είναι μετρούμενος· είναι ορισμένος, ως 0,45359237 kg (η διεθνής λίβρα αβουαρντουπουά του 1959) επί 9,80665 m/s² (η πρότυπη βαρύτητα της CGPM 1901). Οι περισσότερες πρόχειρες αναφορές παραθέτουν 4,4482 N ή 4,448 N, που είναι στρογγυλοποιήσεις πέντε και τεσσάρων σημαντικών ψηφίων. Για τοπογραφική, αεροδιαστημική και μετρολογική εργασία, χρησιμοποιήστε την πλήρη τιμή 13 ψηφίων ή την αναπαράσταση 15 ψηφίων IEEE-754.

Ποια η διαφορά μεταξύ kg και kgf;

Το κιλό (kg) είναι η μονάδα μάζας του SI — εγγενής ιδιότητα της ύλης που δεν αλλάζει με τη βαρύτητα. Το χιλιόγραμμο-δύναμη (kgf) είναι μη-SI μονάδα δύναμης, ίση με ακριβώς 9,80665 N. Ένα άτομο 70 kg έχει μάζα 70 kg παντού στο σύμπαν, αλλά βάρος περίπου 70 kgf μόνο στη Γη υπό πρότυπη βαρύτητα· στη Σελήνη το βάρος του είναι περίπου 11,6 kgf. Οι ζυγαριές μπάνιου εμφανίζουν «kg» αλλά μετράνε πραγματικά δύναμη σε kgf, διαιρώντας εσωτερικά με gn.

Είναι το 1 kgf το ίδιο με 1 kg;

Όχι. Το kg είναι μάζα· το kgf είναι δύναμη. Συμπίπτουν αριθμητικά μόνο στη Γη υπό πρότυπη βαρύτητα (9,80665 m/s²), όπου ένα αντικείμενο μάζας 1 kg έχει βάρος ακριβώς 9,80665 N = 1 kgf. Η μάζα παραμένει σταθερή στο διάστημα· το βάρος σε kgf αλλάζει με την τοπική g.

Πόσο ακριβείς είναι οι συντελεστές μετατροπής δύναμης;

Κάθε συντελεστής σε αυτόν τον μετατροπέα είναι ακριβής. Το νιούτον και το κιλονιούτον είναι ακριβή εξ ορισμού SI. Η δύνη είναι ακριβής εξ ορισμού CGS (1 δύνη = 10⁻⁵ N). Οι βαρυτικές μονάδες (kgf, τόνος-δύναμη, lbf, ozf, σορτ τον-δύναμη) είναι ακριβείς επειδή δύο ανώτεροι ορισμοί είναι ακριβείς: η Διεθνής Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας του 1959 (1 lb = 0,45359237 kg) και η κήρυξη της 3ης CGPM 1901 (gn = 9,80665 m/s²). Άρα 1 lbf = 0,45359237 × 9,80665 = 4,4482216152605 N με μηδέν σφάλμα στρογγυλοποίησης — οποιοδήποτε «4,4482» που βλέπετε σε εγχειρίδιο είναι περικοπή τεσσάρων δεκαδικών.

Γιατί το g_n είναι ακριβώς 9,80665 m/s²;

Επειδή έτσι κήρυξε η 3η Γενική Συνδιάσκεψη Μέτρων και Σταθμών (CGPM) το 1901. Η τιμή δεν είναι η μετρούμενη βαρυτική επιτάχυνση σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο της Γης (η πραγματική τιμή κυμαίνεται από ~9,78 m/s² στον ισημερινό σε επίπεδο θάλασσας έως ~9,834 m/s² κοντά στους πόλους, και μπορεί να πέσει μέχρι και ~9,764 m/s² στην κορυφή του Τσιμποράσο)· είναι μια ακριβής, συμβατική σταθερά που υιοθετήθηκε για να αγκυρώσει μονάδες όπως kgf και lbf στο νιούτον του SI. Αφού το gn είναι ακριβές, ο συντελεστής του kgf (9,80665 N), του lbf (0,45359237 × 9,80665 = 4,4482216152605 N) και όλοι οι συντελεστές τόνου-δύναμης γίνονται ακριβείς ρητοί.

Είναι το «κιλό-νιούτον» ή «χιλιο-νιούτον» (kN);

Στη σύγχρονη ελληνική φυσικομαθηματική βιβλιογραφία γράφεται «κιλονιούτον» (1 kN = 1.000 N), και είναι ο σύνηθης τύπος που αναγνωρίζει η Βικιπαίδεια. Το «χιλιο-νιούτον» χρησιμοποιείται περιστασιακά σε παλαιότερα σχολικά εγχειρίδια ως πλήρης μετάφραση του προθέματος «kilo», αλλά «κιλο-» έχει επικρατήσει στην επιστημονική πρακτική. Πρακτικά: η ώθηση φρένου ενός αυτοκινήτου τυπικού μεγέθους είναι 7–12 kN, ένας κινητήρας Boeing 737 παράγει ~120 kN ώθησης, και ένας μερλίν κινητήρας Falcon 9 παράγει ~845 kN στο επίπεδο της θάλασσας.

Τι είναι η δύνη και πού χρησιμοποιείται;

Η δύνη είναι η μονάδα δύναμης του συστήματος CGS, ορισμένη ως 1 δύνη ≡ 1 g·cm/s² = ακριβώς 10⁻⁵ N (10 μN). Προτάθηκε από τη British Association for the Advancement of Science το 1873. Επιβιώνει σε μετρήσεις επιφανειακής τάσης (νερό στους 25 °C: ~72 δύνες/cm), μικρής κλίμακας βιομηχανική και ιστορική ηλεκτρομαγνητική βιβλιογραφία. Στην ελληνική φυσική γυμνασίου και λυκείου εμφανίζεται κυρίως ως μετατροπή προς νιούτον. Wikidata: Q201933.

Ποια η διαφορά μεταξύ τόνου-δύναμης και μετρικού τόνου;

Ο μετρικός τόνος είναι μονάδα μάζας ίση με 1000 kg ακριβώς. Ο τόνος-δύναμη (tnf) είναι μονάδα δύναμης ίση με 1000 kgf = 9806,65 N ακριβώς — το βάρος 1000 kg μάζας υπό πρότυπη βαρύτητα. Μια πρέσα 5 τόνων ασκεί περίπου 5 tnf = 49.033 N = 11.023 lbf δύναμης όταν φορτώνεται στη χωρητικότητά της. Οι δύο συγχέονται συνήθως σε βιομηχανικούς καταλόγους επειδή αριθμητικά συμπίπτουν στη Γη, αλλά η φυσική ποσότητα μετράει όταν η προδιαγραφή μεταβαίνει σε αεροδιαστημικό, τροχιακό ή εξωγήινο περιβάλλον.

Πόσα νιούτον είναι 1 kN;

Ακριβώς 1000 νιούτον. Το πρόθεμα «κιλο-» είναι ορισμένος πολλαπλασιαστής SI του 10³. Τα κιλονιούτον κυριαρχούν σε σύγχρονες μηχανολογικές προδιαγραφές: η τυπική ώθηση φρένου ενός μέσου επιβατικού αυτοκινήτου είναι 7–12 kN, ένα πλήρως φορτωμένο καλώδιο επιβατικού ανελκυστήρα φέρει ~30–60 kN, και ένας κινητήρας Merlin του Falcon 9 παράγει ~845 kN στο επίπεδο της θάλασσας.

Πόσα νιούτον είναι η ώθηση ενός κινητήρα F-1 του Saturn V;

Περίπου 6,77 MN ανά κινητήρα στην αναβαθμισμένη μετά το Apollo 8 έκδοση, ή περίπου 6,67 MN στην αρχική βαθμονόμηση των 1.500.000-lbf. Η ακριβής αριθμητική: 1.522.000 lbf × 4,4482216152605 N/lbf = 6.770.193,298 N. Το πρώτο στάδιο του Saturn V έφερε πέντε κινητήρες F-1, οπότε η συνολική ώθηση απογείωσης ήταν περίπου 5 × 6,77 MN ≈ 33,85 MN (η κανονική «7,6 εκατομμύρια λίβρες ώθησης» των υλικών της NASA αναφέρεται στη χαμηλότερη αρχική βαθμονόμηση 1.500.000-lbf × 5). Αυτοί είναι ιστορικοί δείκτες· το πρόγραμμα τελείωσε το 1973.

Γιατί η μετατροπή 1 N σε lbf δίνει άρρητο δεκαδικό;

Επειδή ο ακριβής ορισμός τρέχει αντίστροφα: 1 lbf είναι ακριβώς 4,4482216152605 N. Η αντίστροφη πράξη 1/4,4482216152605 = 0,22480894309971… lbf/N είναι μαθηματικά άρρητη — δεν υπάρχει τελευταίο ψηφίο, μόνο μεγαλύτερη περικοπή. Μηχανολογικοί πίνακες σχεδόν πάντα τυπώνουν 0,2248 ή 0,22481· αυτός ο υπολογιστής θα δείξει όση ακρίβεια ζητήσετε, έως 15 δεκαδικά.

Είναι δωρεάν ο μετατροπέας δύναμης;

Ναι. Ο υπολογιστής είναι δωρεάν, δεν απαιτεί λογαριασμό, εκτελείται εξ ολοκλήρου στον περιηγητή σας και δεν περιέχει διαφημίσεις. Η ενσωματώσιμη έκδοση iframe στο /el-GR/widget/force-converter είναι επίσης δωρεάν και χωρίς διαφημίσεις, ώστε να την τοποθετήσετε σε μηχανολογικά portal, αεροδιαστημικά blog, εκπαιδευτικές σελίδες φυσικής ή καταλόγους υδραυλικού εξοπλισμού χωρίς να εκθέσετε τους αναγνώστες σε third-party tracker.

Μπορώ να ενσωματώσω αυτόν τον μετατροπέα δύναμης στον ιστότοπό μου;

Ναι. Η ενσωματώσιμη έκδοση βρίσκεται στο /el-GR/widget/force-converter· αντιγράψτε το iframe από τη σελίδα ενσωμάτωσης. Το iframe είναι χωρίς διαφημίσεις, χωρίς εξαρτήσεις, αποκριτικό για κινητά και δεν κληρονομεί third-party tracker — χρήσιμο για ιστοτόπους μηχανικών, εκπαιδευτικές σελίδες φυσικής, τεχνικά blog αυτοκινήτου και αεροδιαστημικής, καθώς και καταλόγους υδραυλικών και μηχανολογικών εξαρτημάτων. Παράδειγμα: .


Βασικοί Όροι Μετατροπής Δύναμης

Νιούτον (N)

Η παράγωγη μονάδα του SI για τη δύναμη, ορισμένη ως 1 N ≡ 1 kg·m/s² — η δύναμη που απαιτείται για να επιταχύνει μάζα 1 kg σε ρυθμό 1 m/s². Πήρε το όνομα του Ισαάκ Νεύτωνα και υιοθετήθηκε ως μονάδα δύναμης του SI στην 9η CGPM το 1948. Πρότυπο για κάθε σύγχρονη επιστημονική δημοσίευση, μηχανολογικές προδιαγραφές εκτός ΗΠΑ και διδασκαλία φυσικής. Wikidata: Q12438.

Κιλονιούτον (kN)

Μονάδα δύναμης του SI ίση με ακριβώς 1000 N. Η κυρίαρχη μονάδα σε δομική μηχανική, αεροδιαστημικές αξιολογήσεις ώθησης (ευρωπαϊκοί, ινδικοί, κινεζικοί, ιαπωνικοί φορείς εκτόξευσης μετά το 1980) και προδιαγραφές βαρέος εξοπλισμού. Η μέγιστη δύναμη φρένου ενός τυπικού επιβατικού αυτοκινήτου είναι ~7–12 kN· η ώθηση ενός κινητήρα Boeing 737 είναι ~120 kN ανά κινητήρα.

Λίβρα-δύναμη (lbf)

Αμερικανική συνηθισμένη και βρετανική αυτοκρατορική μονάδα δύναμης, ίση με ακριβώς 4,4482216152605 N. Ορίζεται ως η δύναμη που ασκείται σε μία λίβρα αβουαρντουπουά (0,45359237 kg ακριβώς, IYP 1959) υπό πρότυπη βαρύτητα (9,80665 m/s² ακριβώς, CGPM 1901). Η κυρίαρχη μονάδα σε αμερικανικά εκπαιδευμένη αεροδιαστημική, δομική και μηχανολογική μηχανική. Διακρίνεται από τη λίβρα-μάζα (lbm) και από το slug. Wikidata: Q1194225.

Χιλιόγραμμο-δύναμη (kgf, kp)

Μη-SI μονάδα δύναμης ίση με ακριβώς 9,80665 N — το βάρος ενός κιλού μάζας υπό πρότυπη βαρύτητα. Λέγεται και κιλοπόντιον (kp). Καταχωρείται από το BIPM ως πεπαλαιωμένη αλλά παραμένει συχνή σε ευρωπαϊκές και ασιατικές προδιαγραφές υδραυλικών, ροπών κινητήρα και φορτίων ανελκυστήρα. Σε παλαιότερα ελληνικά εγχειρίδια Στατικής και Αντοχής Υλικών (έως τη δεκαετία του 1980) ήταν η κανονική μονάδα δύναμης. Ο αριθμός σε μια ζυγαριά μπάνιου με ετικέτα «kg» είναι στην πραγματικότητα μέτρηση kgf. Wikidata: Q216880.

Δύνη (dyn)

Η μονάδα δύναμης του συστήματος CGS, ορισμένη ως 1 δύνη ≡ 1 g·cm/s² = ακριβώς 1 × 10⁻⁵ N (10 μN). Προτάθηκε από τη British Association for the Advancement of Science το 1873. Επιβιώνει σε μετρήσεις επιφανειακής τάσης (νερό στους 25 °C: ~72 δύνες/cm), μικρής κλίμακας βιομηχανική και παλαιότερη ηλεκτρομαγνητική βιβλιογραφία. Wikidata: Q201933.

Τόνος-δύναμη (tnf, tf)

Μη-SI μονάδα δύναμης ίση με ακριβώς 1000 kgf = 9806,65 N. Το βάρος ενός μετρικού τόνου (1000 kg) υπό πρότυπη βαρύτητα. Σύνηθες σε βιομηχανικούς καταλόγους βαρέος εξοπλισμού (τονάζ πρέσας, ονομαστικά γερανών) σε μετρικές χώρες. Διακρίνεται από τη σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ (~8896 N) και τη long ton-force του Ηνωμένου Βασιλείου (~9964 N).

Σορτ τον-δύναμη ΗΠΑ (tonf, US)

Αμερικανική συνηθισμένη μονάδα δύναμης ίση με ακριβώς 2000 lbf = 8896,443230521 N. Το βάρος ενός σορτ τον (2000 lb, ~907,185 kg) υπό πρότυπη βαρύτητα. Περίπου 9,3% μικρότερο από τον μετρικό τόνο-δύναμη. Πρότυπο σε αμερικανικές προδιαγραφές βαρείας πρέσας, γερανών και χωρητικότητας ναυτιλίας.

Ουγγιά-δύναμη (ozf)

Αμερικανική συνηθισμένη μονάδα δύναμης ίση με ακριβώς 1/16 της λίβρας-δύναμης = 0,27801385095378125 N. Επειδή ο διαιρέτης 16 είναι δύναμη του 2, η μετατροπή είναι bit-by-bit ακριβής σε διπλή ακρίβεια IEEE-754. Χρησιμοποιείται σε δοκιμές μικρών εξαρτημάτων (ακριβής ροπή, τάση ελατηρίου οργάνου) και ονομαστικές ωθήσεις κινητήρων ομοιωμάτων αεροπλάνων.

Πρότυπη βαρύτητα (g_n)

Η συμβατική βαρυτική επιτάχυνση στην επιφάνεια της Γης, σταθεροποιημένη ακριβώς στα 9,80665 m/s² από την 3η CGPM το 1901. Δεν είναι μετρούμενη τιμή σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο (πραγματικές τιμές κυμαίνονται από 9,764 έως 9,834 m/s² στην επιφάνεια της Γης), αλλά εξ ορισμού ακριβής σταθερά που αγκυρώνει κάθε βαρυτική μονάδα δύναμης (kgf, lbf, τόνος-δύναμη) στο νιούτον του SI. Στα ελληνικά αναφέρεται και ως «τυπική βαρύτητα» ή «πρότυπη επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης». Wikidata: Q13400897.

Λίβρα-μάζα (lbm)

Αμερικανική συνηθισμένη μονάδα μάζας ίση με ακριβώς 0,45359237 kg, σταθεροποιημένη από τη Διεθνή Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας του 1959. Διακρίνεται από τη λίβρα-δύναμη (lbf): 1 lbm έχει βάρος 1 lbf μόνο σε πρότυπη βαρύτητα στη Γη. Σε κάθε δυναμικό πρόβλημα (F = m·a), χρησιμοποιήστε το slug ως μονάδα μάζας αν παραμένετε σε lbf — 1 slug = 32,174 lbm. Η σύγχυση lbm με lbf είναι η νούμερο ένα πηγή σφαλμάτων μονάδων στην αμερικανική μηχανολογική εκπαίδευση.

Slug

Η μονάδα μάζας του συστήματος FPS (foot-pound-second), ορισμένη ως η μάζα που επιταχύνει 1 λίβρα-δύναμη σε ρυθμό 1 ft/s². Ίση με ακριβώς 14,59390294 kg ≈ 32,174 lbm. Λιγότερο συχνή από τη λίβρα-μάζα στην καθημερινή αμερικανική μηχανική, αλλά μαθηματικά απαραίτητη για κάθε υπολογισμό F = m·a που παραμένει σε συνηθισμένες μονάδες· η εναλλακτική είναι ο δύσχρηστος «βαρυτικός παράγοντας μετατροπής» gc = 32,174 lbm·ft/(lbf·s²).

Ακριβής συντελεστής

Συντελεστής μετατροπής σταθεροποιημένος από διεθνή ορισμό ή διεθνή συμφωνία, με μηδέν σφάλμα στρογγυλοποίησης. Για τη δύναμη, κάθε συντελεστής σε αυτόν τον υπολογιστή είναι ακριβής: 1 kN = 1000 N, 1 δύνη = 10⁻⁵ N, 1 kgf = 9,80665 N, 1 lbf = 4,4482216152605 N, 1 ozf = lbf/16, 1 tonf = 2000 lbf. Το NIST SP 811 Παράρτημα B.8 τυπώνει τους ακριβείς συντελεστές με έντονη γραφή.

Διεθνής Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας (1959)

Πολυμερής συμφωνία υπογεγραμμένη από ΗΠΑ, Ηνωμένο Βασίλειο, Καναδά, Αυστραλία, Νέα Ζηλανδία και Νότια Αφρική, σε ισχύ από την 1η Ιουλίου 1959. Όρισε τη λίβρα αβουαρντουπουά ως ακριβώς 0,45359237 kg, που σε συνδυασμό με την πρότυπη βαρύτητα δίνει τον ακριβή συντελεστή της λίβρας-δύναμης στα 4,4482216152605 N.

3η CGPM (1901)

Η 3η Γενική Συνδιάσκεψη Μέτρων και Σταθμών, που πραγματοποιήθηκε στο Παρίσι το 1901 και κήρυξε την πρότυπη βαρύτητα gn = 9,80665 m/s² ως ακριβή εξ ορισμού σταθερά. Αυτή η μοναδική κήρυξη είναι αυτό που κάνει κάθε βαρυτική μονάδα δύναμης (kgf, τόνος-δύναμη, lbf, ozf, τον-δύναμη) ανάχωση σε ακριβή συντελεστή σε νιούτον. Η τιμή βασιζόταν σε μετρήσεις του 1888 στο Pavillon de Breteuil κοντά στο Παρίσι, με θεωρητική διόρθωση για το γεωγραφικό πλάτος των 45° σε επίπεδο θάλασσας.

Σημαντικά ψηφία

Τα ψηφία ενός αριθμητικού αποτελέσματος που φέρουν σημασία ως προς την ακρίβειά του. Η αυτόματη ακρίβεια σε αυτόν τον υπολογιστή στοχεύει σε 6 σημαντικά ψηφία, την προεπιλογή για μηχανολογικούς πίνακες. Οι συντελεστές δύναμης του NIST SP 811 δίνονται συνήθως με 7–9 σημαντικά ψηφία ώστε κάθε ρητή στρογγυλοποίηση ενός ακριβούς συντελεστή να είναι σαφής.


Πηγές και αναφορές

  1. NIST SP 811 Παράρτημα B.8 — Συντελεστές μετατροπής μονάδων αλφαβητικά (ακριβείς συντελεστές δύναμης με έντονη γραφή: λίβρα-δύναμη 4,4482216152605 N, χιλιόγραμμο-δύναμη 9,80665 N, δύνη 10⁻⁵ N, όλοι εξ ορισμού ακριβείς)
  2. Οδηγός NIST για το SI, Παράρτημα B — Συντελεστές μετατροπής (σελίδα προορισμού, με την κανονική σύμβαση «έντονη γραφή = ακριβές»)
  3. BIPM — Ψήφισμα της 3ης CGPM (1901): κήρυξη ότι η πρότυπη βαρύτητα g_n = 9,80665 m/s² είναι ακριβής, η ανώτερη σταθερά που κάνει κάθε βαρυτική μονάδα δύναμης (kgf, τόνο-δύναμη, lbf, ozf, τον-δύναμη) ανάχωση σε ακριβή συντελεστή σε νιούτον
  4. BIPM — Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (Φυλλάδιο SI, 9η έκδοση 2019): το νιούτον (1 N ≡ 1 kg·m/s²) είναι η παράγωγη μονάδα δύναμης του SI· το χιλιόγραμμο-δύναμη και άλλες βαρυτικές μονάδες δεν γίνονται αποδεκτές για χρήση με το SI
  5. Βικιπαίδεια — Νιούτον (μονάδα μέτρησης): η παράγωγη μονάδα δύναμης του SI, 1 N = 1 kg·m/s², υιοθετήθηκε στην 9η CGPM το 1948 (Wikidata Q12438)
  6. Wikipedia — Pound (force) / Λίβρα-δύναμη: ορίζεται ως ακριβώς 0,45359237 kg × 9,80665 m/s² = 4,4482216152605 N· καλύπτει τη διάκριση lbf vs lbm vs slug (Wikidata Q1194225)
  7. Wikipedia — Kilogram-force / Χιλιόγραμμο-δύναμη: βάρος μάζας ενός κιλού υπό πρότυπη βαρύτητα, ίσο με ακριβώς 9,80665 N· πεπαλαιωμένο από το BIPM αλλά ακόμη συχνό σε καταλόγους υδραυλικών και κινητήρων, καθώς και σε παλαιότερα ελληνικά εγχειρίδια Στατικής (Wikidata Q216880)
  8. Wikipedia — Dyne / Δύνη: η μονάδα δύναμης του συστήματος CGS, ίση με ακριβώς 1 × 10⁻⁵ N (10 μN)· επιβιώνει σε μετρήσεις επιφανειακής τάσης, βιομηχανική και ιστορική ηλεκτρομαγνητική βιβλιογραφία (Wikidata Q201933)
  9. Βικιπαίδεια — Τυπική βαρύτητα: g_n = 9,80665 m/s² είναι ακριβής συμβατική σταθερά σταθεροποιημένη από την 3η CGPM (1901), όχι μετρούμενη τιμή σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο της Γης (Wikidata Q13400897)
  10. Wikipedia — Διεθνής Συμφωνία Γιάρδας και Λίβρας (1 Ιουλίου 1959): όρισε τη λίβρα αβουαρντουπουά ως ακριβώς 0,45359237 kg, την ανώτερη σταθερά για λίβρα-δύναμη, ουγγιά-δύναμη και σορτ τον-δύναμη

Περιεχόμενο επαληθευμένο από την ομάδα Smart Calculators