Килограмм-сила как единица измерения¶
Килограмм-сила (кгс, килограмм-вес; международное обозначение — kgf, ранее также kp от нем. Kilopond) — внесистемная единица измерения силы, равная силе притяжения Земли к телу массой 1 килограмм. В системе СИ за основную единицу силы принят ньютон (Н), при этом 1 кгс = 9,80665 Н точно — это значение соответствует силе тяжести, действующей на массу 1 кг при стандартном ускорении свободного падения g = 9,80665 м/с², принятом в качестве нормативного.
¶Происхождение и история
Единица «килограмм-сила» появилась в эпоху, когда инженерные расчёты широко опирались на метрическую систему мер, а понятие силы связывалось с весом тела. В XIX веке, после распространения метрической системы, для измерения силы стали использовать вес известной массы — так возникла идея «килограмма силы». В Германии и ряде стран Европы аналогичная единица получила название килопонд (kp). В России и СССР единица была известна под названием «килограмм-сила» и широко применялась в машиностроении, строительстве и испытаниях материалов.
В 1960 году на Генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная система единиц (СИ), в которой единицей силы стал ньютон. Килограмм-сила была отнесена к внесистемным единицам, допустимым к применению наравне с СИ на территории России согласно постановлению Государственного комитета СССР по стандартам от 1981 года (№ 2597) и последующим нормативным актам.
¶Соотношение с другими единицами
Перевод между килограмм-силой и ньютонами осуществляется по формуле:
F[Н] = F[кгс] × 9,80665
Обратно: 1 Н ≈ 0,10197 кгс.
| Единица | Символ | В ньютонах | В килограмм-силах |
|---|---|---|---|
| Ньютон | Н | 1 | ≈ 0,10197 |
| Килограмм-сила | кгс | 9,80665 | 1 |
| Дин | дн | 0,0001 | ≈ 1,0197×10⁻⁵ |
| Килопонд (устар.) | kp | 9,80665 | 1 |
Производные единицы: 1 кгс·см² = 98,0665 Н·см²; 1 кгс/см² = 98,0665 кПа (эта единица известна также как «техническая атмосфера», ат); 1 кгс·м = 9,80665 Дж.
¶Применение
Килограмм-сила исторически применялась там, где инженерные расчёты удобно вести через вес тела: в машиностроении, строительной механике, сопротивлении материалов, гидравлике. Единица «килограмм на квадратный сантиметр» (кгс/см², техническая атмосфера) долгое время была стандартным способом указания давления в паспортных данных компрессоров, трубопроводов, гидравлических систем. Шкалы манометров, выпускавшихся в СССР и России, нередко градуировались в кгс/см².
В современной инженерной практике в России килограмм-сила и связанные с ней единицы продолжают встречаться в технической документации, ГОСТах и справочной литературе наряду с единицами СИ. В физике и научных публикациях применяется исключительно ньютон.
¶Критика и особенности
Основной недостаток килограмм-силы как единицы силы — её зависимость от локального ускорения свободного падения. Вес тела массой 1 кг на полюсах Земли, на экваторе и на высоте различается примерно на 0,5 %. Впрочем, для инженерных расчётов используется нормативное значение g = 9,80665 м/с², что делает единицу строго определённой.
Вторая проблема — смешение понятий массы и силы тяжести, что исторически приводило к ошибкам в расчётах. Переход на ньютон в системе СИ был направлен именно на устранение этой неоднозначности: масса измеряется в килограммах, сила — в ньютонах.
¶См. также
- Ньютон (единица измерения)
- Техническая атмосфера
- Система СИ
- Ускорение свободного падения
¶Источники
- Международная система единиц (СИ). — М.: Издательство стандартов.
- ГОСТ 8.417-81. Единицы измерения величин.
- БСЭ. Статья «Килограмм-сила».
- Янбухтин Н. С. Метрология, стандартизация и сертификация. — М.: Высшая школа.