Fps単位系とは? わかりやすく解説

FPS単位系

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/02/11 02:08 UTC 版)

FPS単位系(エフピーエスたんいけい、FPS system, foot–pound–second system)は、ヤード・ポンド法における単位系である。フィート(foot, feet)・(常用)ポンド((avoirdupois) pound)・(second)を基本単位とする[1]。FPSは各単位の頭文字を取ったものである。

ここで、フィートは長さの単位、秒は時間の単位であるが、ポンドについて質量重さのいずれの単位とするかで、以下の3種類の変種がある。これはヤード・ポンド法に特有というわけではなく、メートル法においても同様である。

変種

全体的に、FPS単位系の変種は、20世紀中頃までの英語による技術書で最も一般な単位系であった[1]

それらの単位で一貫して全ての物理的次元にラベルをつけることによって、誤りを避けることができ、単位系間の変換が楽になる。特にFPS単位系に関しては、これはストラウド・システム(Stroud system)と呼ばれている。この名前は、この方式を普及させたウィリアム・ストラウド(William Stroud)の名前を取ったものである[2]

力学の単位の3つのアプローチ[3][4]
基本単位 力・長さ・時間 重さ・長さ・時間 質量・長さ・時間
(F) F = ma = wa/g F = ma/gc = wa/g F = ma = wa/g
重さ (w) w = mg w = mg/gcm w = mg
単位系 英国重力単位系(BG) 英国工学単位系(EE) 絶対英国単位系(AE)
加速度 (a) ft/s2 ft/s2 ft/s2
質量 (m) slug lbm lb
力 (F) lb lbF pdl
圧力 (p) lb/in2 PSI pdl/ft2

ポンドを質量の単位とする単位系

絶対FPS単位系(absolute FPS system)または絶対英国単位系(absolute English system)は、ポンドを質量の単位として使用する、一貫性のある単位系である。この単位系は、MKS単位系(メートル・キログラム・秒)を使用している国際単位系(SI)や、初期のCGS単位系(センチメートル・グラム・秒)に類似しており、機能的に等しい。狭義の「FPS単位系」は、この単位系のことを指す。

この単位系において、力の単位はパウンダル(poundal, pdl)という組立単位である[1]


FPS単位系

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2019/12/28 02:27 UTC 版)

重量ポンド」の記事における「FPS単位系」の解説

文脈によっては、「ポンド」という言葉質量の単位ではなく力の単位として用いる。この場合質量の単位には、lbf·s2/ftとして定義されるスラグ(slug)を用いる。ポンド質量の単位として用い場合でも、曖昧さ回避するために「質量ポンド」(pounds-mass、lbm)の語を用いことがある力学の単位3つのアプローチ表・話・編・歴 基本単位力・長さ時間重さ長さ時間質量長さ時間力 (F)F = ma = w⋅a/g F = m⋅a/gc = w⋅a/g F = ma = w⋅a/g 重さ (w)w = mg w = m⋅g/gc ≈ m w = m⋅g 単位系BGGMEEMAECGSMTSSI加速度 (a)ft/s2 m/s2 ft/s2 m/s2 ft/s2 Gal m/s2 m/s2 質量 (m)slug slug lbm kg lb g t kg 力 (F)lb kgf lbF kgf pdl dyn sn N 圧力 (p)lb/in2 at PSI atm pdl/ft2 Ba pz Pa 英国工学単位系(EE)では、質量の単位質量ポンド、力(重量)の単位重量ポンド用いる。地球上においては、1質量ポンドに働く重力は1重量ポンドほぼ等しいので都合が良い。ただし、他の単位系のように、力の単位質量の単位加速度単位掛けた物と等しくない。つまり、ニュートン運動の第2法則 F = m·a を書き表すのに、1以外の比例定数必要になる。その値は、標準重力加速度 gc = 32.174049 lbm·ft/lbf·s2 である。 英国重力単位系(BG)とFPS絶対単位系(AE)は、1以外の比例定数を必要としない一貫性のある単位系である。BGポンド力の単位とし、質量の単位スラグ用いる。AEポンド質量の単位とし、力の単位パウンダル用いる。

※この「FPS単位系」の解説は、「重量ポンド」の解説の一部です。
「FPS単位系」を含む「重量ポンド」の記事については、「重量ポンド」の概要を参照ください。

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