トルクの計算ツール（力・仕事率・回転数）
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結果
トルク45 N·m
トルク33.19 lbf·ft
トルク4.589 kgf·m
力の垂直成分150 N
腕の長さ（垂直距離）0.3 m
軸のまわりの力のトルクを、力・腕の長さ・その間の角度から計算します。ほかのモードでは、モーターやエンジンのように、トルク・回転数（rpm）・仕事率の間を換算し、回転運動に対するニュートンの第 2 法則 τ = I·α を使います。結果は N·m・lbf·ft・kgf·m で、すべてのステップとともに示されます。
ステップごとの解答
力のトルク
τ = F·r·sin θ = 150·0.3·sin 90° = 150·0.3·1 = 45 N·m
腕の長さに垂直な力の成分だけが回転させます。同じことですが、力に回転軸からの垂直距離を掛けます。
ほかの単位
1 lbf·ft = 1.3558 N·m → 33.19 lbf·ft
重要な公式
- 重心 G まわりの慣性モーメント
- 棒 mL²/12, 円板 ½mR², リング mR², 中実の球 (2/5)mR², 中空の球 (2/3)mR²
- 運動の式
- ΣM = I·α
- 仕事と動力
- W = T·θ, P = T·ω
トルクの求め方
- 回転軸から力が働く点までの腕の長さ r を測ります。
- 力と腕の長さのなす角 θ を求めます。物体を回転させるのは、力の垂直成分 F·sin θ だけです。
- 掛けます：τ = F·r·sin θ。力が腕に垂直（θ = 90°）なら、単に F·r です。
- 回転する軸では、回転数 n（rpm）を角速度 ω = 2π·n/60 に換算し、P = T·ω を使います。変形すると T = P/ω です。
- 角加速度には τ = I·α を使います。I は軸まわりの慣性モーメントです。
質問と回答
トルクとモーメントの違いは何ですか？
どちらも、力と垂直距離の積で、単位は N·m です。トルクは主に、軸やボルトのような回転やねじりに使い、モーメントは曲げや、静力学のつり合いに使います。計算は同じです。
トルクの単位がジュールでないのはなぜですか？
仕事も力と距離の積ですが、その場合の距離は力の向きに沿っています。トルクでは、距離は力に垂直です。混乱を避けるため、基本単位は同じですが、トルクは N·m、エネルギーは J で表します。
N·m を lbf·ft に換算するには？
1 lbf·ft = 1.3558 N·m なので、ニュートンメートルを 1.3558 で割ります：100 N·m = 73.8 lbf·ft。
エンジンの仕事率とトルクはどう関係しますか？
P = T·ω です。実用的な単位では P (kW) = T (N·m) × n (rpm)/9549 です。3000 rpm で 250 N·m を出すエンジンは、78.5 kW を出力します。
自分で練習する
剛体の回転を練習
計算ツールは答えを出してくれます。でも試験で必要なのは解き方です。新しい問題、ヒント、解答で練習しましょう。