静力学/测量和单位

在静力学和力学中，单位可以用三个基本维度表示：长度、质量和时间。所有其他单位都是由这三个基本单位的组合创建的。

力可以被认为是第四个基本单位。它被称为导出量，来自牛顿第二定律

$\ \ \!\mathrm {F} =\mathrm {m} \ \mathrm {a} \,\!$

这里，力被定义为质量乘以质量所获得的加速度（每秒平方长度）。

国际单位制（SI单位）

在SI单位制中，三个指定的基单位是长度、质量和时间的单位。第四个单位，即力的单位，是从基单位推导出来的。

$\ \!\mathrm {N} =1\ \!\mathrm {kg} \ {\frac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} ^{2}}}\,\!$

当使用这些单位的大倍数或小分数时，通常使用前缀来使数字易于管理。例如，

$1000\ \!\mathrm {m} =1\ \!\mathrm {km}$

下表更详细地描述了前缀。

所有其他测量都是使用这四个基本单位和列出的前缀的变体推导出来的。

常用SI单位列在下表中。

虽然国际单位制在世界大部分地区普遍使用，但工程师们仍然可能遇到英制或美制单位。因此，熟悉这些单位是个好主意。

虽然国际单位制的基本单位是长度、质量和时间——力的单位根据这些单位定义——但在英美单位制中，基本单位是长度、力和时间，质量根据这些单位定义。

英美单位制中的质量单位是斯勒格。它被定义为当施加 1 磅力时以 1 ft/s^2 的速率加速的质量量。

$1\ \!\mathrm {slug} =1\ \!\mathrm {lb} _{f}\ {\frac {\mathrm {ft} }{\mathrm {s} ^{2}}}$

有时，质量被描述为磅质量。它等于在标准重力加速度作用下移动 1 磅重量所需的质量。在地球上，标准重力加速度约为 32.2 ft/s^2，这意味着 1 斯勒格等于 32.2 磅（质量）。

$1\ \!\mathrm {slug} =32.2\ \!\mathrm {lb_{m}}$

虽然只要我们保持一致，我们就可以用一套单位或另一套单位进行所有计算，但有时我们需要在两个系统之间进行转换。

如前所述，秒在两个单位制中都是相同的，因此不需要转换。

下表列出了常见的英美习惯单位及其 SI 等效单位。

值	转换
加速度	$1\ {\frac {\!\mathrm {ft} }{\!\mathrm {s} ^{2}}}=0.3048\ {\frac {\!\mathrm {m} }{\!\mathrm {s} ^{2}}}$
面积	$1\ \!\mathrm {ft} ^{2}=0.0929\ \!\mathrm {m} ^{2}$
能量	$1\ \!\mathrm {ft} \ \!\mathrm {lb} =1.356\ \!\mathrm {J}$
力	$1\ \!\mathrm {lb} =4.448\ \!\mathrm {N}$
冲量	$1\ \!\mathrm {lb} \ \!\mathrm {s} =4.448\ \!\mathrm {N} \ \!\mathrm {s}$
长度	$1\ \!\mathrm {ft} =0.3048\ \!\mathrm {m}$
	$1\ \!\mathrm {mile} =1.609\ \!\mathrm {km}$
质量	$1\ \!\mathrm {lb} \ \!\mathrm {mass} =0.4536\ \!\mathrm {kg}$
	$1\ \!\mathrm {slug} =14.59\ \!\mathrm {kg}$
	$1\ \!\mathrm {ton} =907.2\ \!\mathrm {kg}$
力矩	$1\ \!\mathrm {lb} \ \!\mathrm {ft} =1.356\ \!\mathrm {N} \ \!\mathrm {m}$
功率	$1\ \!\mathrm {ft} \ {\frac {\!\mathrm {lb} }{\!\mathrm {s} }}=1.356\ \!\mathrm {W}$
	$1\ \!\mathrm {hp} =745.7\ \!\mathrm {W}$
压强	$1\ \!\mathrm {psi} =6.895\ \!\mathrm {kPa}$
应力	$1\ \!\mathrm {psi} =6.895\ \!\mathrm {kPa}$
速度	$1\ {\frac {\!\mathrm {ft} }{\!\mathrm {s} }}=0.3048\ {\frac {\!\mathrm {m} }{\!\mathrm {s} }}$
	$1\ \!\mathrm {mph} =1.609\ {\frac {\!\mathrm {km} }{\!\mathrm {hr} }}$
体积（固体）	$1\ \!\mathrm {ft} ^{3}=0.02832\ \!\mathrm {m} ^{3}$
体积（液体）	$1\ \!\mathrm {gal} =3.785\ \!\mathrm {L}$
功	$1\ \!\mathrm {ftlb} =1.356\ \!\mathrm {J}$