킬로그램힘

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1. 개요
2. 역사
3. 정의
4. 명칭 및 단위 기호
5. 관련 단위
- 5.1. 파생 단위
6. 현대적 이용
참조

1. 개요

킬로그램힘(kgf)은 질량 1kg의 물체가 표준 중력 가속도 하에서 받는 중력의 크기로 정의되는 힘의 단위이다. 1 kgf는 9.80665 뉴턴(N)과 같으며, 과거에는 자전거 스포크의 장력, 양궁의 드로우 웨이트 등을 나타내는 데 사용되었다. 국제단위계(SI)에서는 뉴턴을 힘의 단위로 사용하며, 킬로그램힘은 1999년 이후 거래·증명에 사용하는 것이 금지되었다. 킬로그램힘 외에도 톤힘, 미터톤힘 등이 관련 단위로 사용된다.

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힘의 단위 - 뉴턴 (단위)
뉴턴(N)은 힘의 단위로, 1 킬로그램의 질량을 1 미터 매 초 제곱의 가속도로 가속하는 데 필요한 힘으로 정의되며, 국제 단위계(SI)의 힘의 표준 단위로 사용된다.
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킬로그램힘
일반 정보
이름	킬로그램힘 (무게 킬로그램, 킬로그램중)
로마자 표기	killogeuraimhim (muge killogeuraim, killogeuraimjung)
영어 이름	kilogram-force, kilogram-weight
단위 기호	kgf (계량법 과거 규정), kgw, kp
단위계	비SI 단위, MKS 단위계, 중력 단위계
물리량	힘
정의	1 kg의 질량이 표준 중력 가속도 하에서 받는 중력
조립	g · kg
SI 단위	9.80665 N
1 kg까지 잴 수 있는 질량계 (저울)
SI 단위 환산

2. 역사

그램힘과 킬로그램힘은 1901년 국제도량형총회(CGPM)에서 9.80665 m/s²의 ''표준 중력 가속도''를 채택하기 전까지는 잘 정의된 단위가 아니었다.^[5] 그 전에도 낮은 정밀도의 힘 측정에 사용되었지만, 킬로그램힘을 표준 힘 단위로 정의하자는 제안은 명시적으로 거부되었다.^[6] 대신, ''뉴턴''이 1913년에 제안되었고^[7] 1948년에 채택되었다.^[8]

킬로그램힘은 1960년에 도입된 국제단위계(SI)의 일부가 된 적이 없으며, SI의 힘 단위는 뉴턴이다.

1940년대 독일에서는 로켓 엔진의 추력을 킬로그램힘으로 측정했고, 소련에서는 적어도 1980년대 후반까지 러시아 우주 프로그램에서 추력의 주요 단위로 남아 있었다.

3. 정의

킬로그램힘은 질량 1 킬로그램 (kg)의 물체가 표준 중력 가속도 하에서 받는 중력의 크기로 정의된다.^[15] 표준 중력 가속도는 지구 북위 45° 평균 해면상의 평균 중력을 바탕으로 정의되었다. 중력은 질량과 중력 가속도의 곱이며, 일반적으로 1901년 국제 도량형 위원회가 채택한 약속값 9.80665 m/s²을 사용한다.

: 1 kgf = 9.80665 N

대략적으로 다음과 같이 사용하기도 한다.

: 1 kgf = 9.8 N

4. 명칭 및 단위 기호

계량법에서 계량 단위의 명칭은 "중량 킬로그램"이다.^[13] 속칭 '''중력 킬로그램''', '''킬로그램중'''이라고도 불렸다.

1999년까지 계량법에 따른 단위 기호는 '''kgf''' (kilogram-force|킬로그램-포스^영어)였다.^[14] 그 외에 '''kgw''' (kilogram-weight|킬로그램-웨이트^영어), 독일 등 일부 유럽 국가에서는 '''kp''' (Kilopond|킬로폰트^de)도 사용되었다.

5. 관련 단위

톤힘, 미터톤힘, 메가그램힘, 메가폰드(Mp)는 각각 1000 킬로그램힘이다.

데카뉴턴(daN)은 정확히 10 N이며, 1 kgf가 9.80665 N에 가깝기 때문에 일부 분야에서 킬로그램힘의 근사치로 사용된다.

그램힘은 킬로그램힘의 1/1000이다.

힘의 단위
뉴턴 (N)	다인 (dyn)	킬로폰드 (kp)	파운드힘 (lbf)	파운달 (pdl)
1 N	≡ 1 kg⋅m/s²	= 10⁵ dyn	≈ 0.10197 kp	≈ 0.22481 lbf	≈ 7.2330 pdl
1 dyn	= 10^-5 N	≡ 1 g⋅cm/s²	≈ 1.0197×10^-6 kp	≈ 2.2481×10^-6 lbf	≈ 7.2330×10^-5 pdl
1 kp	= 9.80665 N	= 980665 dyn	≡ g_n × 1 kg	≈ 2.2046 lbf	≈ 70.932 pdl
1 lbf	≈ 4.448222 N	≈ 444822 dyn	≈ 0.45359 kp	≡ g_n × 1 lb	≈ 32.174 pdl
1 pdl	≈ 0.138255 N	≈ 13825 dyn	≈ 0.014098 kp	≈ 0.031081 lbf	≡ 1 lb⋅ft/s²
킬로그램힘의 공식적인 정의에서 사용되는 표준 중력(g_n = 9.80665 m/s²)의 값이 모든 중력 단위에 사용된다.

5. 1. 파생 단위

다음 파생 단위는 모두 1999년 10월 1일 이후(열량의 단위인 무게 킬로그램 미터는 1995년 10월 1일 이후) 계량법상 거래·증명에 사용하는 것이 금지되었다.

5. 1. 1. 중량 그램, 중량 톤 등

다음의 배량·분량 단위가 정해져 있었다.^[19]^[20]

중량 그램 (gf)
중량 톤 (tf)
중량 밀리그램 (mgf)
중량 킬로톤 (ktf)
중량 메가톤 (Mtf)

5. 1. 2. 중량 킬로그램 매 제곱미터

'''킬로그램힘 매 제곱미터'''(중량 킬로그램 매 제곱미터, 기호: kgf/m²)는 MKS 중력 단위계에서의 압력·응력의 단위이다. 1제곱미터(m²)의 면적에 1 킬로그램힘의 힘이 작용하는 압력·응력으로 정의된다. 그 정의로부터 1 kgf/m² = 9.80665 Pa이다.

5. 1. 3. 중량 킬로그램 매 제곱센티미터

'''중량 킬로그램 매 제곱센티미터'''(기호: kgf/cm²)는 비SI 단위의 cgs, 중력 단위계에서의 압력, 응력 단위이다. 1제곱센티미터(cm²)의 면적에 대해 1 킬로그램힘(kgf)의 힘이 작용하는 압력, 응력으로 정의된다. 정의에 따라, 1 kgf/cm² = 98.0665 kPa = 980.665 hPa가 된다.

1 기압(atm)은 101.325 kPa이다. 1 kgf/cm² = 98.0665 / 101.325 atm = 약 0.967 841 atm이 되며, 1기압에 가까운 값이므로, 과거에는 공학 분야에서 표준 대기압의 대용으로 사용되었으며, 이를 공학 기압(at)이라고 칭했다.

5. 1. 4. 중량 킬로그램 미터

1 kgf의 힘이 힘의 방향으로 물체를 1 m 움직일 때의 일로, 1 kgf·m = 9.80665 J이다.

에너지의 단위
	줄 (J = kg·m²/s²)	킬로와트시 (kW·h)	전자볼트 (eV)	중량 킬로그램 미터 (kgf·m)	국제 증기표 칼로리 (cal_IT)
1 J	1	≈ 2.778×10^-7	≈ 6.242×10¹⁸	≈ 1.020×10^-1	≈ 2.388×10^-1
1 kW·h	3.6×10⁶	1	≈ 2.247×10²⁵	≈ 3.671×10⁵	≈ 8.598×10⁵
1 eV	1.602176634×10^-19	≈ 4.450×10^-26	1	≈ 1.634×10^-20	≈ 3.827×10^-20
1 kgf·m	9.80665	≈ 2.724×10^-6	≈ 6.121×10¹⁹	1	≈ 2.342
1 cal_IT	4.1868	≈ 1.163×10^-6	≈ 2.613×10¹⁹	≈ 4.269×10^-1	1

5. 1. 5. 킬로그램힘 미터 매초

'''킬로그램힘 미터 매초'''(kgf·m/s)는 MKS 중력 단위계에서의 일률 단위이다. 1초당 1 킬로그램힘 미터의 일률로 정의된다.

1 kgf·m/s = 9.80665 W이다.

프랑스 마력의 원래 정의는 75 kgf·m/s = 735.49875 와트였다. 그러나 현재 일본 계량법에서는 1 프랑스 마력 = (정확히) 735.5 와트로 정의하고 있다(계량 단위령 제11조 제2항). 프랑스 마력은 내연 기관과 외연 기관의 일률의 거래·증명에 사용되는 경우에만 당분간 사용할 수 있는 법정 계량 단위이다.

일률의 단위
	W	kgf·m/s	PS	kcal/h	HP(BHP)
1 와트(W)	1	0.102	0.00136	≈ 0.860	≈ 0.00134
1 킬로그램힘 미터 매초(kgf·m/s)	9.80665	1	≈ 0.01333	≈ 8.4322	≈ 0.01315
1 프랑스 마력(PS)	735.49875	75	1	≈ 632.415	≈ 0.9863
1 킬로칼로리 매 시(kcal/h)	1.163	≈ 0.1186	≈ 0.00158	1	≈ 0.00155
1 영국 마력(HP(BHP))	745	≈ 76.040	1.013	641	1

6. 현대적 이용

킬로그램힘은 세계 여러 지역에서 널리 사용되었다. 예를 들어 자전거 스포크의 장력,^[9] 양궁에서 활의 드로우 웨이트, 전자 ''본드 와이어''의 인장 강도를 지정하는 데 사용되며,^[10] 비커스 경도 시험의 표준 단위로 사용되었다.^[11]

1940년대 독일에서는 로켓 엔진의 추력을 킬로그램힘으로 측정했고, 소련에서는 적어도 1980년대 후반까지 러시아 우주 프로그램에서 추력의 주요 단위로 사용되었다. 킬로그램힘 단위의 추력을 킬로그램 단위의 엔진 또는 로켓 질량으로 나누면 추력대중량비를 편리하게 얻을 수 있다. 또한 킬로그램/초 단위의 추진제 소비율(질량 유량)로 추력을 나누면 비추력을 초 단위로 얻을 수 있다.

"킬로폰드"라는 용어는 더 이상 사용되지 않는다.^[12]

참조

_[1] 웹사이트 NIST Guide to the SI, Chapter 5: Units Outside the SI https://www.nist.gov[...]
_[2] 간행물 The international system of units (SI) http://physics.nist.[...] United States Department of Commerce, National Institute of Standards and Technology 2008
_[3] 간행물 Guide for the Use of the International System of Units (SI) http://physics.nist.[...] NIST 1995
_[4] 웹사이트 BIPM SI brochure http://www1.bipm.org[...]
_[5] 웹사이트 Resolution of the 3rd CGPM (1901) https://www.bipm.org[...]
_[6] 간행물 Proceedings of the 3rd General Conference on Weights and Measures https://www.bipm.org[...] 1901
_[7] 간행물 Proceedings of the 5th General Conference on Weights and Measures https://www.bipm.org[...] 1913
_[8] 웹사이트 Resolution 7 of the 9th meeting of the CGPM (1948) https://www.bipm.org[...] 2021-03-02
_[9] 웹사이트 Balancing wheel tension with the TM-1 Spoke Tension Metre http://ftp.cyclingne[...] Cyclingnews 2013-09-03
_[10] 서적 Wire Bonding in Microelectronics https://www.worldcat[...] McGraw-Hill 2010
_[11] 서적 Materials Science and Engineering: An Introduction. https://www.worldcat[...] John Wiley & Sons, Inc. 2010
_[12] 문서 Council Directive of 18 October 1971 on the approximation of the laws of the Member States relating to units of measurement European Economic Community 1971-10-18
_[13] 법령 計量法附則第三条の計量単位等を定める政令 https://laws.e-gov.g[...]
_[14] 법령 計量法附則第三条の計量単位の記号等を定める規則 https://laws.e-gov.g[...]
_[15] 간행물 国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版 https://unit.aist.go[...] 産業技術総合研究所、計量標準総合センター 2020-04
_[16] 간행물 新計量法とSI化の進め方 https://www.keiryou-[...] 通商産業省、SI単位等普及推進委員会 1999-03
_[17] 서적 Civil Engineering Reference Manual for the Pe Exam Professional Publications 2011
_[18] 웹사이트 Fort Hood Review Sessions for Professional Engineering Exam http://engineeringre[...] 2011-10-26
_[19] 법령 計量法附則第三条の計量単位等を定める政令 https://laws.e-gov.g[...]
_[20] 법령 計量法附則第三条の計量単位の記号等を定める規則 https://laws.e-gov.g[...]
_[21] 문서 일상생활에서 '무게'를 kg으로 나타내는 것의 예는 몸무게가 있다. 몸무게를 말할 때 사실은 몸 질량이 아니므로 킬로그램힘(kgf)을 말하는 것이지만, 편의상 '힘(f)'을 빼고 '킬로그램(kg)'으로만 말한다.

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