Calculatrice de couple (force, puissance et tr/min)
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Résultat
Calculez le couple d’une force par rapport à un axe à partir de la force, du bras de levier et de l’angle entre eux. D’autres modes convertissent entre couple, vitesse de rotation en tr/min et puissance, comme pour un moteur, et utilisent la deuxième loi de Newton pour la rotation, τ = I·α. Les résultats sont donnés en N·m, lbf·ft et kgf·m, avec chaque étape détaillée.
Corrigé pas à pas
Moment d’une force
Autres unités
Formules clés
- Moments d’inertie par rapport à G
- barre mL²/12, disque ½mR², anneau mR², sphère pleine (2/5)mR², sphère creuse (2/3)mR²
- Équation du mouvement
- ΣM = I·α
- Travail et puissance
- W = T·θ, P = T·ω
Comment calculer un couple
- Mesurez le bras de levier r depuis l’axe de rotation jusqu’au point d’application de la force.
- Trouvez l’angle θ entre la force et le bras de levier. Seule la composante perpendiculaire de la force, F·sin θ, fait tourner l’objet.
- Multipliez : τ = F·r·sin θ. Avec la force perpendiculaire au bras de levier (θ = 90°), c’est simplement F·r.
- Pour un arbre en rotation, convertissez la vitesse en vitesse angulaire, ω = 2π·n/60 avec n en tr/min, et utilisez P = T·ω. Réarrangée, T = P/ω.
- Pour une accélération angulaire, utilisez τ = I·α, où I est le moment d’inertie par rapport à l’axe.
Questions et réponses
Quelle est la différence entre couple et moment ?
Les deux sont une force multipliée par une distance perpendiculaire, en N·m. Le couple s’emploie surtout pour la rotation et la torsion, comme sur les arbres et les boulons, et le moment pour la flexion et l’équilibre en statique. Le calcul est le même.
Pourquoi le couple ne se mesure-t-il pas en joules ?
Le travail est aussi une force multipliée par une distance, mais la distance est alors dans la direction de la force ; pour le couple, elle lui est perpendiculaire. Pour éviter la confusion, le couple s’écrit en N·m et l’énergie en J, même si les unités de base sont les mêmes.
Comment convertir des N·m en lbf·ft ?
1 lbf·ft = 1,3558 N·m, donc divisez les newtons-mètres par 1,3558 : 100 N·m = 73,8 lbf·ft.
Quel est le lien entre la puissance et le couple d’un moteur ?
P = T·ω. En unités pratiques, P (kW) = T (N·m) × n (tr/min)/9549. Un moteur qui fournit 250 N·m à 3000 tr/min délivre 78,5 kW.
Entraînez-vous
S’entraîner : Rotation d’un solide
Une calculatrice donne la réponse. À l’examen, il vous faut la méthode : entraînez-vous avec de nouveaux exercices, des indices et des corrigés détaillés.