La libra de fuerza o libra-fuerza (símbolo: lbf , [1] a veces lb f , [2] ) es una unidad de fuerza utilizada en algunos sistemas de medida , incluidas las unidades de ingeniería inglesas [a] y el pie-libra-segundo sistema . [3]
La libra fuerza no debe confundirse con la libra masa (lb), a menudo llamada simplemente "libra", que es una unidad de masa ; tampoco deben confundirse con la libra-pie (ft⋅lbf), una unidad de energía , o la libra-pie (lbf⋅ft), una unidad de torsión .
La libra fuerza es igual a la fuerza gravitacional ejercida sobre una masa de una libra avoirdupois en la superficie de la Tierra . Desde el siglo XVIII, la unidad se ha utilizado en mediciones de baja precisión, en las que se pueden despreciar con seguridad pequeños cambios en la gravedad de la Tierra (que varía del ecuador al polo hasta medio por ciento). [4]
Sin embargo, el siglo XX trajo la necesidad de una definición más precisa, requiriendo un valor estandarizado para la aceleración debida a la gravedad.
La libra-fuerza es el producto de una libra avoirdupois ( exactamente 0,45359237 kg) y la aceleración estándar debida a la gravedad , 9,80665 m/s 2 (32,174049 pies/s 2 ). [5] [6] [7]
Los valores estándar de aceleración del campo gravitacional estándar ( g n ) y la libra avoirdupois internacional (lb) dan como resultado una libra-fuerza igual a 4,4482216152605 N. [b]
Esta definición se puede reformular en términos de slug . Una babosa tiene una masa de 32.174049 lb. Una libra de fuerza es la cantidad de fuerza requerida para acelerar una babosa a una velocidad de1 pie/s 2 , entonces:
En algunos contextos, el término "libra" se utiliza casi exclusivamente para referirse a la unidad de fuerza y no a la unidad de masa. En esas aplicaciones, la unidad de masa preferida es el slug, es decir, lbf⋅s 2 /pie. En otros contextos, la unidad “libra” hace referencia a una unidad de masa . El símbolo estándar internacional para la libra como unidad de masa es lb. [8]
En los sistemas de "ingeniería" (columna del medio), el peso de la unidad de masa (libra-masa) en la superficie de la Tierra es aproximadamente igual a la unidad de fuerza (libra-fuerza). Esto es conveniente porque una libra de masa ejerce una fuerza de una libra debido a la gravedad. Sin embargo, tenga en cuenta que, a diferencia de los otros sistemas, la unidad de fuerza no es igual a la unidad de masa multiplicada por la unidad de aceleración [11] —el uso de la segunda ley de Newton , F = m ⋅ a , requiere otro factor, g c , generalmente tomado como ser 32.174049 (lb⋅ft)/(lbf⋅s 2 ). Los sistemas "absolutos" son sistemas coherentes de unidades: al utilizar la babosa como unidad de masa, el sistema FPS "gravitacional" (columna izquierda) evita la necesidad de dicha constante. El SI es un sistema métrico "absoluto" con kilogramo y metro como unidades básicas.
El término libra de empuje es un nombre alternativo para libra de fuerza en contextos específicos. Se ve con frecuencia en fuentes estadounidenses sobre motores a reacción y cohetes, algunas de las cuales continúan usando la notación FPS. Por ejemplo, el empuje producido por cada uno de los dos propulsores de cohetes sólidos del transbordador espacial fue de 3.300.000 libras de fuerza (14,7 MN ), en conjunto 6.600.000 libras de fuerza (29,4 MN). [12] [13]
El valor adoptado en el Servicio Internacional de Pesas y Medidas para la aceleración estándar debida a la gravedad terrestre es980,665 cm/s 2 , valor ya establecido en las leyes de algunos países.
Este valor era la referencia convencional para calcular el kilogramo-fuerza , una unidad de fuerza cuyo uso ha quedado en desuso desde la introducción del SI.
Empuje: empuje combinado 29,36 MN SL (el empuje máximo en el lanzamiento se reduce en 1/3 después de 50 s)