Libra (força)

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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 se define, em relação ao Sistema Internacional de Unidades, pelo produto:

0,45359237 kg × 9,806 65 m/s2

Portanto:

1 lbf = 4,4482216152605 N

Definições[editar | editar código-fonte]

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 unidades[editar | editar código-fonte]

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 unidades[editar | editar código-fonte]

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 = mggc
m
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 também[editar | editar código-fonte]

Notas[editar | editar código-fonte]

  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), 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 

Bibliografia[editar | editar código-fonte]

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