เครื่องคำนวณแรงบิด (แรง กำลัง และ rpm)
กรอกค่าของคุณ คำตอบและวิธีทำฉบับเต็มจะอัปเดตขณะที่คุณพิมพ์
ผลลัพธ์
คำนวณแรงบิดของแรงรอบแกนจากแรง แขนคาน และมุมระหว่างทั้งสอง โหมดอื่นแปลงระหว่างแรงบิด อัตราเร็วในการหมุนเป็น rpm และกำลัง เช่นในมอเตอร์หรือเครื่องยนต์ และใช้กฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับการหมุน τ = I·α ผลลัพธ์แสดงเป็น N·m, lbf·ft และ kgf·m พร้อมทุกขั้นตอน
เฉลยทีละขั้นตอน
แรงบิดของแรง
หน่วยอื่น
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
- วัดแขนคาน r จากแกนหมุนถึงจุดที่แรงกระทำ
- หามุม θ ระหว่างแรงกับแขนคาน เฉพาะส่วนของแรงที่ตั้งฉาก F·sin θ ที่ทำให้วัตถุหมุน
- คูณ: τ = F·r·sin θ เมื่อแรงตั้งฉากกับแขนคาน (θ = 90°) ก็เป็นเพียง F·r
- สำหรับเพลาที่หมุน แปลงอัตราเร็วเป็นอัตราเร็วเชิงมุม ω = 2π·n/60 โดย n เป็น rpm และใช้ P = T·ω จัดรูปใหม่ T = P/ω
- 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