Calcolatrice del momento di una forza (forza, potenza e giri/min)

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Risultato

Momento torcente45 N·m
Momento torcente33,19 lbf·ft
Momento torcente4,589 kgf·m
Componente perpendicolare della forza150 N
Braccio (distanza perpendicolare)0,3 m

Calcola il momento di una forza rispetto a un asse dalla forza, dal braccio e dall’angolo tra di essi. Le altre modalità convertono tra momento, velocità di rotazione in giri/min e potenza, come per un motore, e usano la seconda legge di Newton per la rotazione, τ = I·α. I risultati sono dati in N·m, lbf·ft e kgf·m, con ogni passaggio mostrato.

Soluzione passo passo

Momento di una forza

τ = F·r·sin θ = 150·0,3·sin 90° = 150·0,3·1 = 45 N·m
Solo la componente della forza perpendicolare al braccio lo fa ruotare; in modo equivalente, moltiplica la forza per la sua distanza perpendicolare dall’asse.

Altre unità

1 lbf·ft = 1,3558 N·m → 33,19 lbf·ft

Formule chiave

Momenti d’inerzia rispetto a G
asta mL²/12, disco ½mR², anello mR², sfera piena (2/5)mR², sfera cava (2/3)mR²
Equazione del moto
ΣM = I·α
Lavoro e potenza
W = T·θ, P = T·ω

Come calcolare il momento di una forza

  1. Misura il braccio r dall’asse di rotazione al punto in cui agisce la forza.
  2. Trova l’angolo θ tra la forza e il braccio. Solo la componente perpendicolare della forza, F·sin θ, fa ruotare l’oggetto.
  3. Moltiplica: τ = F·r·sin θ. Con la forza perpendicolare al braccio (θ = 90°) è semplicemente F·r.
  4. Per un albero in rotazione, converti la velocità in velocità angolare, ω = 2π·n/60 con n in giri/min, e usa P = T·ω. Ricavando, T = P/ω.
  5. Per l’accelerazione angolare usa τ = I·α, dove I è il momento d’inerzia rispetto all’asse.

Domande e risposte

Qual è la differenza tra coppia e momento?

Entrambi sono una forza per una distanza perpendicolare, in N·m. La coppia si usa soprattutto per rotazione e torsione, come in alberi e bulloni, il momento per flessione e per l’equilibrio in statica. Il calcolo è lo stesso.

Perché la coppia non si misura in joule?

Anche il lavoro è una forza per una distanza, ma in quel caso la distanza è lungo la forza; per la coppia è perpendicolare ad essa. Per evitare confusione la coppia si scrive in N·m e l’energia in J, anche se le unità di base sono le stesse.

Come converto i N·m in lbf·ft?

1 lbf·ft = 1,3558 N·m, quindi dividi i newton-metro per 1,3558: 100 N·m = 73,8 lbf·ft.

Come sono legate potenza e coppia di un motore?

P = T·ω. In unità pratiche P (kW) = T (N·m) × n (giri/min)/9549. Un motore che dà 250 N·m a 3000 giri/min eroga 78,5 kW.

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