靜力學/測量和單位

在靜力學和力學中，單位可以用三個基本維度表示：長度、質量和時間。所有其他單位都是由這三個基本單位的組合建立的。

力可以被認為是第四個基本單位。它被稱為匯出量，來自牛頓第二定律

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

這裡，力被定義為質量乘以質量所獲得的加速度（每秒平方長度）。

國際單位制（SI單位）

在SI單位制中，三個指定的基單位是長度、質量和時間的單位。第四個單位，即力的單位，是從基單位推匯出來的。

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

當使用這些單位的大倍數或小分數時，通常使用字首來使數字易於管理。例如，

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

下表更詳細地描述了字首。

所有其他測量都是使用這四個基本單位和列出的字首的變體推匯出來的。

常用SI單位列在下表中。

雖然國際單位制在世界大部分地區普遍使用，但工程師們仍然可能遇到英制或美製單位。因此，熟悉這些單位是個好主意。

雖然國際單位制的基本單位是長度、質量和時間——力的單位根據這些單位定義——但在英美單位制中，基本單位是長度、力和時間，質量根據這些單位定義。

英美單位制中的質量單位是斯勒格。它被定義為當施加 1 磅力時以 1 ft/s^2 的速率加速的質量量。

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

有時，質量被描述為磅質量。它等於在標準重力加速度作用下移動 1 磅重量所需的質量。在地球上，標準重力加速度約為 32.2 ft/s^2，這意味著 1 斯勒格等於 32.2 磅（質量）。

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

雖然只要我們保持一致，我們就可以用一套單位或另一套單位進行所有計算，但有時我們需要在兩個系統之間進行轉換。

如前所述，秒在兩個單位制中都是相同的，因此不需要轉換。

下表列出了常見的英美習慣單位及其 SI 等效單位。

值	轉換
加速度	$1\ {\frac {\!\mathrm {ft} }{\!\mathrm {s} ^{2}}}=0.3048\ {\frac {\!\mathrm {m} }{\!\mathrm {s} ^{2}}}$
面積	$1\ \!\mathrm {ft} ^{2}=0.0929\ \!\mathrm {m} ^{2}$
能量	$1\ \!\mathrm {ft} \ \!\mathrm {lb} =1.356\ \!\mathrm {J}$
力	$1\ \!\mathrm {lb} =4.448\ \!\mathrm {N}$
衝量	$1\ \!\mathrm {lb} \ \!\mathrm {s} =4.448\ \!\mathrm {N} \ \!\mathrm {s}$
長度	$1\ \!\mathrm {ft} =0.3048\ \!\mathrm {m}$
	$1\ \!\mathrm {mile} =1.609\ \!\mathrm {km}$
質量	$1\ \!\mathrm {lb} \ \!\mathrm {mass} =0.4536\ \!\mathrm {kg}$
	$1\ \!\mathrm {slug} =14.59\ \!\mathrm {kg}$
	$1\ \!\mathrm {ton} =907.2\ \!\mathrm {kg}$
力矩	$1\ \!\mathrm {lb} \ \!\mathrm {ft} =1.356\ \!\mathrm {N} \ \!\mathrm {m}$
功率	$1\ \!\mathrm {ft} \ {\frac {\!\mathrm {lb} }{\!\mathrm {s} }}=1.356\ \!\mathrm {W}$
	$1\ \!\mathrm {hp} =745.7\ \!\mathrm {W}$
壓強	$1\ \!\mathrm {psi} =6.895\ \!\mathrm {kPa}$
應力	$1\ \!\mathrm {psi} =6.895\ \!\mathrm {kPa}$
速度	$1\ {\frac {\!\mathrm {ft} }{\!\mathrm {s} }}=0.3048\ {\frac {\!\mathrm {m} }{\!\mathrm {s} }}$
	$1\ \!\mathrm {mph} =1.609\ {\frac {\!\mathrm {km} }{\!\mathrm {hr} }}$
體積（固體）	$1\ \!\mathrm {ft} ^{3}=0.02832\ \!\mathrm {m} ^{3}$
體積（液體）	$1\ \!\mathrm {gal} =3.785\ \!\mathrm {L}$
功	$1\ \!\mathrm {ftlb} =1.356\ \!\mathrm {J}$