Калькулятор моменту сили (сила, потужність і оберти за хвилину)
Введіть свої значення. Відповідь і повний розв’язок оновлюються під час введення.
Результат
Обчисліть момент сили відносно осі за силою, плечем і кутом між ними. Інші режими переводять між моментом сили, частотою обертання в об/хв і потужністю, як для двигуна, і використовують другий закон Ньютона для обертання, τ = I·α. Результати подано в N·m, lbf·ft і kgf·m, з усіма кроками.
Покроковий розв’язок
Момент сили
Інші одиниці
Основні формули
- Моменти інерції відносно G
- стрижень mL²/12, диск ½mR², кільце mR², суцільна куля (2/5)mR², порожниста куля (2/3)mR²
- Рівняння руху
- ΣM = I·α
- Робота й потужність
- W = T·θ, P = T·ω
Як обчислити момент сили
- Виміряйте плече r від осі обертання до точки прикладання сили.
- Знайдіть кут θ між силою та плечем. Тіло обертає лише перпендикулярна складова сили, F·sin θ.
- Перемножте: τ = F·r·sin θ. Коли сила перпендикулярна до плеча (θ = 90°), це просто F·r.
- Для вала, що обертається, переведіть частоту обертання в кутову швидкість, ω = 2π·n/60 для n в об/хв, і використайте P = T·ω. Перетворено: T = P/ω.
- Для кутового прискорення використайте τ = I·α, де I — момент інерції відносно осі.
Запитання й відповіді
Чим відрізняється обертальний момент від моменту сили?
Обидва — це сила, помножена на перпендикулярну відстань, у N·m. Обертальний момент здебільшого вживають для обертання й скручування, як на валах і болтах, а момент — для згину та рівноваги в статиці. Обчислення однакове.
Чому момент сили не вимірюють у джоулях?
Робота також дорівнює силі, помноженій на відстань, але там відстань іде вздовж сили; для моменту вона перпендикулярна до неї. Щоб уникнути плутанини, момент записують у N·m, а енергію — у J, хоча основні одиниці однакові.
Як перевести N·m в lbf·ft?
1 lbf·ft = 1,3558 N·m, тож поділіть ньютон-метри на 1,3558: 100 N·m = 73,8 lbf·ft.
Як пов’язані потужність і момент двигуна?
P = T·ω. У практичних одиницях P (kW) = T (N·m) × n (об/хв)/9549. Двигун, що дає 250 N·m за 3000 об/хв, розвиває 78,5 kW.
Потренуйтеся самі
Тренувати тему «Обертання твердого тіла»
Калькулятор дає відповідь. На іспиті потрібен метод: тренуйте його на нових задачах із підказками й розв’язками.