Chilogrammo forza, libbra forza

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Il chilogrammo forza e la libbra forza sono due unità di misura della forza che rientrano nel sistema CGS, utilizzate soprattutto in campo ingegneristico e per definire alcune unità di misura della potenza come il cavallo vapore e l'horsepower.

In questo articolo vedremo come si definiscono il chilogrammo forza (o chilogrammo peso) e la libbra forza, per poi imparare a convertire libbra forza e chilogrammo forza in newton e dyne.

Chilogrammo forza o chilogrammo peso

Il chilogrammo forza, detto anche chilogrammo peso ed indicato con i simbolo kg_f o kg_p, si definisce come la forza peso esercitata da una massa di 1 chilogrammo sottoposta ad un'accelerazione di gravità di 9,80665 m/s².

Spesso, per comodità, per l'accelerazione di gravità si utilizza il valore di 9,81 m/s².

Ricordando che la forza peso è data dal prodotto tra massa e accelerazione di gravità, sapendo che il valore della massa è di 1 kg e quello dell'accelerazione è di 9,80665 m/s², risulta che:

$1\ \mbox{kg}_{f} \ = \ \left(1 \mbox{ kg }\right) \times \left(9,80665 \ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}^2}\right) \ = \ 9,80665 \ \frac{\mbox{kg} \cdot \mbox{m}}{\mbox{s}^2} \ = \ 9,80665 \mbox{ N}$

Di conseguenza 1 chilogrammo forza (o 1 chilogrammo peso) equivale a 9,80665 newton

$1\ \mbox{kg}_{f} \ = \ 1 \ \mbox{kg}_{p} \ = \ 9,80665 \mbox{ N}$

Legame tra chilogrammo e chilogrammo peso

Come ben saprete il chilogrammo (kg) è una misura della massa e quindi è un'unità di misura dimensionalmente diversa dal chilogrammo peso (kg_p), che è un'unità di misura della forza.

Nonostante ciò il valore numerico del chilogrammo e del chilogrammo peso coincidono. Ad esempio se consideriamo una massa di 50 kg essa avrà, sulla Terra, un peso espresso in newton dato da:

$\mbox{P} \ = \ \mbox{mg} \ = \ (50 \mbox{ kg})\cdot (9,80665) \ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}^2} \ = \ 490,3325 \mbox{ N}$

Poiché 1 kg_p equivale a 9,80665 N:

$490,3325 \mbox{ N } = \ (490,3325:9,80665) \mbox{ kg}_p \ = \ 50 \mbox{ kg}_p$

Dunque sulla Terra una massa di 50 kg ha un peso di 50 kg_p.

Per approfondire vi rimandiamo alla lettura delle lezioni su massa, forza peso e sulla differenza tra massa e peso.

Libbra forza

Così come il chilogrammo forza, la libbra forza è definita come la forza peso esercitata da una massa di 1 libbra sottoposta ad un'accelerazione di gravità di 9,80665 m/s².

Per ricavare il valore della libbra forza espresso in newton (unità di misura fondamentale del Sistema Internazionale) dobbiamo esprimere la libbra in kg e ripetere lo stesso procedimento usato per il chilogrammo forza.

Poiché 1 lb equivale 0,45359237 kg:

$1\ \mbox{lb}_{f}=\left(0,45359237 \mbox{ kg }\right) \times \left(9,80665 \ \frac{\mbox{m}}{\mbox{s}^2}\right)\simeq 4,44822 \ \frac{\mbox{kg} \cdot \mbox{m}}{\mbox{s}^2}=4,44822 \mbox{ N}$

Possiamo così concludere che 1 libbra forza, indicata con i simbolo lb_f o lbf, equivale a circa 4,44822 newton

$1\ \mbox{lb}_{f}\ \simeq \ 4,44822 \mbox{ N}$

Convertire libbra forza e chilogrammo forza in altre unità di misura

Vediamo infine come convertire il chilogrammo forza e la libbra forza in altre unità di misura della forza.

Per passare dal chilogrammo forza alle dine o per convertire le libbre forza in dine basta ricordare che 1 newton equivale a 10⁵ dyn.

$1\mbox{ N}=10^5\mbox{ dyn}$

Dunque per trovare il valore del chilogrammo forza e della libbra forza espressi in dyne occorre moltiplicare per 10⁵ il loro valore in newton, cioè:

$\\ 1\ \mbox{kg}_{f}\ =\ 9,80665 \mbox{ N }=\ (9,80665 \times 10^{5}) \mbox{ dyn }=\ 980 \ 665 \mbox{ dyn} \\ \\ 1\ \mbox{lb}_{f} \ \simeq \ 4,44822 \mbox{ N } = \ 4,44822 \times 10^5 \mbox{ dyn } = \ 444 \ 822 \mbox{ dyn}$

quindi

$\\ 1\ \mbox{kg}_{f}\ =\ 980 \ 665 \mbox{ dyn} \\ \\ 1\ \mbox{lb}_{f}\ = \ 444 \ 822 \mbox{ dyn}$

E se volessimo convertire il kg_f in lb_f o, viceversa, volessimo passare dalla libbra forza al chilogrammo forza? Nulla di più semplice! È sufficiente ricordare il fattore di conversione che permette di passare dalle libbre ai kg.

Poiché 1 lb = 0,45359237 kg

$1\ \mbox{lb}_{f}\ =\ 0,45359237\ \mbox{kg}_{f}$

Allo stesso modo, essendo 1 kg ≈ 2,2 lb

$1\ \mbox{kg}_{f}\ \simeq \ 2,2\ \mbox{lb}_{f}$

Esempi sulle equivalenze con il chilogrammo forza e la libbra forza

Concludiamo questa breve lezione proponendovi alcuni esempi di equivalenze con il chilogrammo forza e la libbra forza. Dove necessario abbiamo effettuato un'approssimazione dei risultati alla seconda cifra decimale.

$\\ 12,3 \mbox{ kg}_{f} \ = \ (12,3 \times 9,80665) \mbox{ N } \simeq \ 120,62\mbox{ N} \\ \\ 0,45 \mbox{ lb}_{f} \ = \ (0,45 \times 0,4539237) \mbox{ kg}_f \ \simeq 0,2 \mbox{ kg}_f \\ \\ 74,13 \mbox{ kg}_{f}=(74,13 \times 9,80665) \mbox{ N}\simeq 726,97\mbox{ N}=(726,97 \times 10^5) \mbox{ dyn}=72 \ 697 \ 000 \mbox{ dyn}$

Ci fermiamo qui: vi aspettiamo nelle altre lezioni dedicate alle unità di misura, e nel caso vogliate verificare i risultati dei vostri esercizi vi raccomandiamo il convertitore di peso online. ;)

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

Tags: chilogrammo forza - kgf - libbra forza - lbf.