千克与千克力

千克和千克力是两个不同概念,使用中极易混淆,特别是对初学物理者。为此,我们在这里作较为详细的说明。

千克(kilogram)亦称“公斤”,它是米•千克•秒制和国际单位制的质量单位,常用kg表示。由法国在创建米制时提出,规定1千克等于4℃时1升纯水的质量。在此基础上,1875年又规定以千克原器作为千克标准。所谓“千克原器”是一个圆柱形铂、铱合金体,直径和高均约为3.9厘米,由国际计量局保存在法国塞弗尔珍藏室。1901年第三届国际计量大会正式规定千克国际原器是国际质量(千克)的标准,此规定一直沿用至今。与原规定相比,千克原器比4℃时1升纯水略重,它等于1.000028分米3的纯水在4℃时的质量。

千克力是一种力的单位,要说清它的含义,需从单位讲起。在采用国际单位制以前,常用的单位制有绝对单位制和重力单位制。

在绝对单位制中,规定质量为基本量,再由牛顿第二定律规定力的单位。常用的绝对单位制又有两种,一种称为米•千克•秒制(MKS制),另一种称为厘米•克•秒制(CGS制)。MKS制中,力的单位称为牛顿,1牛顿的力定义为:使质量为1千克的物体产生1米/秒2的加速度的力称作为1牛顿。在CGS制中,力的单位称为达因,1达因定义为:使质量为1克的物体产生1厘米/秒2加速度的力称作1达因。显然,1牛顿=105达因。

现在我国采用的国际单位制中的力学单位就是MKS制中的力学单位。

在重力单位制中,把力作为基本量,质量则为导出量,即质量单位由牛顿第二定律通过力和加速度的单位导出。工程单位制是重力单位制的一种,在工程单位制中,力的单位就是千克力,1千克力相当于在地球纬度45°的海平面上千克原器所受的重力,后来规定为1千克力=9.80665牛顿。

根据这个规定,质量为1千克的物体,就不是在任何地方的重力都是1千克力了。例如,在北极,它的重力是1.0026千克力;在赤道,它的重力是0.9973千克力。这个出入是很小的,因此,在一般情况下,我们可以认为在地球上任何地方,质量是多少千克的物体,它的重力就是多少千克力。为了计算方便,通常取:1千克力=9.8牛顿。

选定了力的单位,就可以导出质量的工程单位制。一物体在1千克力的作用下,获得1米/秒2的加速度,该物体的质量为1质量工程单位,即:

1质量工程单位=1千克力/1(米/秒2

不难看出:1质量工程单位=9.8干克。

一句话,千克力(kilogram force)是重力单位制(或工程单位制)中力的基本单位,常用符号kgf表示。最后必须指出,千克力早在1984年4月27日国务院颁布的《中华人民共和国法定计量单位使用方法》中取消了,本节讨论它的目的除了达到区分概念外,还让读者能了解物理单位的历史。

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发布时间:2009/4/24 下午4:25:54  阅读次数:21803

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