物理単位
重量ポンド:ヤード・ポンド法における力と重さの単位
ヤード・ポンド法のFPS単位系で用いられる力または重量の単位「重量ポンド(lbf)」の定義、歴史、および国際的・日本国内における換算値について解説します。
📌 主なポイント
- ✓重量ポンド(lbf)は、ヤード・ポンド法のFPS単位系における力または重量の単位である。
- ✓1重量ポンドは、質量1ポンドの物体に標準重力加速度と同じ加速度を生じさせる力と定義される。
- ✓英国の公式換算では1重量ポンドは正確に4.4482216152605ニュートンであり、日本の計量法では4.44822ニュートンと定められている。
重量ポンド(じゅうりょうポンド、英: pound-force、記号: lbf)は、ヤード・ポンド法のFPS単位系(英国工学単位系や英国重力単位系)において、力または重量を表すために用いられる単位である。
定義と歴史的背景
1重量ポンドは、質量1ポンドの物体に対して、標準重力加速度と同じ加速度を生じさせる力と定義される。日常的な表現としては、質量1ポンドの物体の地球上における重量を指す。
重量ポンドの概念は18世紀頃から使われ始めたが、重力加速度の実際の値は地球上の場所によって異なるため、初期の数値は厳密なものではなかった。1901年に開催された国際度量衡総会(CGPM)において重量キログラムや重量グラムとともに標準重力加速度が定められ、これをヤード・ポンド法に換算することで、重量ポンドの値を厳密に定義することが可能となった。
換算値と各国法規
標準重力加速度の値を用いると、1重量ポンドは正確に4.4482216152605ニュートン(N)となる。英国の関連法令等では、この14桁の数値が公式の換算値として採用されている。一方、日本の計量法体系においては、1重量ポンドは正確に4.44822ニュートンと定義されている。これは英国の公式換算値を小数点以下5桁に丸めたものである。
FPS単位系における位置づけ
英国工学単位系(EE)では、質量の単位に質量ポンド(lbm)、力(重量)の単位に重量ポンド(lbf)を用いる。地球上においては、1質量ポンドに働く重力がほぼ1重量ポンドに等しくなるため実用上の利便性がある一方で、ニュートンの運動の第2法則を表す際に1以外の比例定数が必要となる特徴を持つ。
よくある質問
重量ポンドの記号は何ですか?
重量ポンドの記号は「lbf」です。
1重量ポンドはニュートンに換算するといくつになりますか?
英国の公式換算値では正確に4.4482216152605ニュートンであり、日本の計量法では正確に4.44822ニュートンと定義されています。
重量ポンドはどのような単位系で使用されますか?
ヤード・ポンド法のFPS単位系(英国工学単位系など)で主に使用されます。
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参考文献
The Engineering ToolBox, The Units of Measurement Regulations 1995, 計量単位令(日本)