Libra (força)

A libra-força (símbolo: lb_f 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) e o British Gravitational System.

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.

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

Definições

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.

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, estabeleceu que: Predefinição:Quote

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).

A aceleração do campo gravitacional padrão (g_n) e a libra avoirdupois (lbm) definem a libra-força como:

$\begin{array}{cc}1\text{lbf}& =1\text{lbm}\times g_{\text{n}}\\ & =1\text{lbm}\times 9.80665\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}/0.3048\frac{\text{m}}{\text{ft}}\\ & \approx 1\text{lbm}\times 32.174049\frac{ft}{s^2}\\ & =32.174049\frac{ft\cdot lbm}{s^2}\\ 1\text{lbf}& =1\text{lbm}\times 0.45359237\frac{\text{kg}}{\text{lbm}}\times g_{\text{n}}\\ & =0.45359237\text{kg}\times 9.80665\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}\\ & =4.4482216152605\text{N}\end{array}$

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:

$\begin{array}{cc}1\text{lbf}& =1\text{slug}\times 1\frac{\text{ft}}{{\text{s}}^2}\\ & =1\frac{\text{slug}\cdot \text{ft}}{{\text{s}}^2}\end{array}$

Conversão para outras unidades

Unidades de força

Predefinição:Navbar	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

Três abordagens para unidades de massa e força

Predefinição:NavbarBase	força, comprimento, tempo		peso, comprimento, tempo		massa, comprimento, tempo
Força (F)	Predefinição:Math		Predefinição:Math		Predefinição:Math
Peso (w)	Predefinição:Math		Predefinição:Math		Predefinição:Math
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

• Massa na relatividade especial
• Diferenças entre massa e peso
• Newton
• Libra força por polegada quadrada (Psi)

Bibliografia

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