เครื่องคำนวณแรงบิด (แรง กำลัง และ rpm)

กรอกค่าของคุณ คำตอบและวิธีทำฉบับเต็มจะอัปเดตขณะที่คุณพิมพ์

ผลลัพธ์

แรงบิด45 N·m
แรงบิด33.19 lbf·ft
แรงบิด4.589 kgf·m
ส่วนของแรงที่ตั้งฉาก150 N
แขนโมเมนต์ (ระยะตั้งฉาก)0.3 m

คำนวณแรงบิดของแรงรอบแกนจากแรง แขนคาน และมุมระหว่างทั้งสอง โหมดอื่นแปลงระหว่างแรงบิด อัตราเร็วในการหมุนเป็น rpm และกำลัง เช่นในมอเตอร์หรือเครื่องยนต์ และใช้กฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับการหมุน τ = I·α ผลลัพธ์แสดงเป็น N·m, lbf·ft และ kgf·m พร้อมทุกขั้นตอน

เฉลยทีละขั้นตอน

แรงบิดของแรง

τ = F·r·sin θ = 150·0.3·sin 90° = 150·0.3·1 = 45 N·m
เฉพาะส่วนของแรงที่ตั้งฉากกับแขนคานเท่านั้นที่ทำให้หมุน กล่าวอีกอย่างคือ คูณแรงด้วยระยะตั้งฉากจากแกน

หน่วยอื่น

1 lbf·ft = 1.3558 N·m → 33.19 lbf·ft

สูตรสำคัญ

โมเมนต์ความเฉื่อยรอบ G
แท่ง mL²/12, จาน ½mR², วงแหวน mR², ทรงกลมตัน (2/5)mR², ทรงกลมกลวง (2/3)mR²
สมการการเคลื่อนที่
ΣM = I·α
งานและกำลัง
W = T·θ, P = T·ω

วิธีคำนวณแรงบิด

  1. วัดแขนคาน r จากแกนหมุนถึงจุดที่แรงกระทำ
  2. หามุม θ ระหว่างแรงกับแขนคาน เฉพาะส่วนของแรงที่ตั้งฉาก F·sin θ ที่ทำให้วัตถุหมุน
  3. คูณ: τ = F·r·sin θ เมื่อแรงตั้งฉากกับแขนคาน (θ = 90°) ก็เป็นเพียง F·r
  4. สำหรับเพลาที่หมุน แปลงอัตราเร็วเป็นอัตราเร็วเชิงมุม ω = 2π·n/60 โดย n เป็น rpm และใช้ P = T·ω จัดรูปใหม่ T = P/ω
  5. สำหรับความเร่งเชิงมุมใช้ τ = I·α โดย I คือโมเมนต์ความเฉื่อยรอบแกน

คำถามและคำตอบ

แรงบิดกับโมเมนต์ต่างกันอย่างไร

ทั้งสองคือแรงคูณระยะทางที่ตั้งฉาก ในหน่วย N·m แรงบิดใช้เป็นส่วนใหญ่กับการหมุนและการบิด เช่นที่เพลาและสลักเกลียว ส่วนโมเมนต์ใช้กับการดัดและสมดุลในสถิตยศาสตร์ การคำนวณเหมือนกัน

ทำไมแรงบิดจึงไม่วัดเป็นจูล

งานก็คือแรงคูณระยะทางเช่นกัน แต่ที่นั่นระยะทางอยู่ตามแนวแรง ส่วนแรงบิดระยะทางตั้งฉากกับแรง เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน จึงเขียนแรงบิดเป็น N·m และพลังงานเป็น J แม้ว่าหน่วยฐานจะเหมือนกัน

ฉันจะแปลง N·m เป็น lbf·ft อย่างไร

1 lbf·ft = 1.3558 N·m ดังนั้นหารนิวตันเมตรด้วย 1.3558: 100 N·m = 73.8 lbf·ft

กำลังกับแรงบิดของเครื่องยนต์สัมพันธ์กันอย่างไร

P = T·ω ในหน่วยที่ใช้จริง P (kW) = T (N·m) × n (rpm)/9549 เครื่องยนต์ที่ให้ 250 N·m ที่ 3000 rpm ส่งกำลัง 78.5 kW

ลองทำเอง

ฝึกการหมุนของวัตถุแข็งเกร็ง

เครื่องคำนวณให้คำตอบ แต่ในการสอบคุณต้องมีวิธีทำ จึงควรฝึกกับโจทย์ใหม่ คำใบ้ และเฉลยละเอียด

</> ฝัง

ฟรีสำหรับครูและโรงเรียน: วางโค้ดนี้ในหน้ารายวิชา LMS หรือเว็บไซต์ของคุณ นักศึกษาใช้เครื่องคำนวณและวิธีทำทีละขั้นได้โดยไม่ต้องมีบัญชี

เครื่องคำนวณอื่น ๆ