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Disambig grey.svg Nota: Para unidade de massa, veja Libra (massa). Para unidade monetária, veja Libra (moeda). Para outros usos, veja Libra.

A libra-força (símbolo: lb, lbf ou lbf), também referida como libra-peso, é uma unidade de força usada em alguns sistemas de medida, tais como o sistema de unidades inglesas de engenharia (English Engineering units)[1] e o British Gravitational System.[2]

A força no Sistema Internacional de Unidades é medida em newtons. Uma libra-força é igual ao peso (sendo o peso uma força) exercido sobre uma massa de uma libra (0,45359237 kg) submetida à gravidade padrão.[N 1]

Assim, o valor da libra-força define-se, em relação ao Sistema Internacional de Unidades, pelo produto:

0,45359237 kg × 9,806 65 m/s2

Portanto:

1 lbf = 4,4482216152605 N

Índice

DefiniçõesEditar

A libra-força é igual à força da gravidade exercida sobre uma massa de uma libra (massa) avoirdupois na superfície da Terra. Desde o século XVIII, essa unidade tem sido usada em medições de baixa precisão, nas quais pequenas mudanças na gravidade da Terra (que varia, conforme o lugar, em até 0,5%) são irrelevantes.[3]

Mas o século XX trouxe a necessidade de definição mais precisa. Era preciso ter um valor normalizado para a aceleração devida à gravidade. Hoje, de acordo com a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), a gravidade usualmente considerada é 9.80665 m/s2 (cerca de 32.174 049 ft/s2).

Em 1901, a Terceira CGPM, em sua segunda resolução,[4][5] estabeleceu que:

« O número adotado pelo Serviço Internacional de Pesos e Medidas para o valor da aceleração normal da gravidade é de 980,665 cm/s2, número já sancionado por algumas legislações. » 980,665 cm/s2, valor já estabelecido na legislação de alguns países.

Esse valor era a referência convencional para calcular o quilograma-força, uma unidade de força que caiu em desuso desde a introdução do Sistema Internacional de Unidades (SI).[6]

A aceleração do campo gravitacional padrão (gn) e a libra avoirdupois (lbm) definem a libra-força como:[7]

 

Essa definição também pode ser expressa em slug. Um slug tem uma massa de 32.174049 lbm. Uma libra-força é o montante de força requerida para acelerar um slug à razão de 1 ft/s2 Portanto:

 

Conversão para outras unidadesEditar

Unidades de força
newton
(unidade do SI)
dina quilograma-força libra-força poundal
1 N ≡ 1 kg⋅m/s2 = 105 dyn ≈ 0.10197 kp ≈ 0.22481 lbf ≈ 7.2330 pdl
1 dyn = 10−5 N ≡ 1 g⋅cm/s2 ≈ 1.0197 × 10−6 kp ≈ 2.2481 × 10−6 lbf ≈ 7.2330 × 10−5 pdl
1 kp = 9.80665 N = 980665 dyn gn⋅(1 kg) ≈ 2.2046 lbf ≈ 70.932 pdl
1 lbf ≈ 4.448222 N ≈ 444822 dyn ≈ 0.45359 kp gn⋅(1 lb) ≈ 32.174 pdl
1 pdl ≈ 0.138255 N ≈ 13825 dyn ≈ 0.014098 kp ≈ 0.031081 lbf ≡ 1 lb⋅ft/s2
O valor de gn tal como usado na definição oficial do quilograma-força é usado aqui para todas as unidades gravitacionais.

Sistema FPS (pé-libra-segundo) de unidadesEditar

Três abordagens para unidades de massa e força [8][9]
Base força, comprimento, tempo peso, comprimento, tempo massa, comprimento, tempo
Força (F) F = ma = wag F = magc = wag F = ma = wag
Peso (w) w = mg w = mggcm w = mg
Sistema FPS Técnico Inglês Métrico FPS CGS MTS SI
Aceleração (a) ft/s2 m/s2 ft/s2 m/s2 ft/s2 Gal m/s2 m/s2
Massa (m) slug hyl lbm kg lb g t kg
Força (F) lb kp lbF kp pdl dyn sn N
Pressão (p) lb/in2 at PSI atm pdl/ft2 Ba pz Pa

Ver tambémEditar

NotasEditar

  1. Gravidade terrestre média no nível do mar.

Referências

  1. English Engineering Units and Their Dimensions. Por E. W. Comings. Ind. Eng. Chem., julho de 1940, 32 (7), pp 984–987 DOI: 10.1021/ie50367a028 .
  2. The Engineering ToolBox
  3. A aceleração da gravidade varia na superfície da Terra, podendo assumir valores que vão de aproximadamente 9.78 m/s2 (32.1 ft/s2), no equador, até cerca de 9.83 m/s2 (32.3 ft/s2), nos polos.
  4. Comptes Rendus de la 3e. Projet de déclaration relative à l'unité de masse et à la définition du poids. CGPM (1901), p.70
  5. Resolution of the 3rd CGPM (1901). Declaration on the unit of mass and on the definition of weight; conventional value of gn
  6. Barry N. Taylor, Guide for the Use of the International System of Units (SI) Arquivado em 2016-05-15 no Arquivo Web Português, 1995, NIST Special Publication 811, Appendix B note 24
  7. A libra internacional avoirdupois é definida como sendo exatamente 0.45359237 kg.
  8. Michael R. Lindeburg (2011). Civil Engineering Reference Manual for the Pe Exam. [S.l.]: Professional Publications. ISBN 1591263417 
  9. Wurbs, Ralph A, Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam (PDF), consultado em 26 de outubro de 2011 

BibliografiaEditar

  • Obert, Edward F. Thermodynamics. D.J. Leggett Book Company Inc., New York, 1948; Chapter I, "Survey of Dimensions and Units", pp 1-24.