Калькулятор моменту сили (сила, потужність і оберти за хвилину)

Введіть свої значення. Відповідь і повний розв’язок оновлюються під час введення.

Результат

Крутний момент45 N·m
Крутний момент33,19 lbf·ft
Крутний момент4,589 kgf·m
Перпендикулярна складова сили150 N
Плече сили (перпендикулярна відстань)0,3 m

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

τ = F·r·sin θ = 150·0,3·sin 90° = 150·0,3·1 = 45 N·m
Обертає лише складова сили, перпендикулярна до плеча; рівносильно, помножте силу на її перпендикулярну відстань до осі.

Інші одиниці

1 lbf·ft = 1,3558 N·m → 33,19 lbf·ft

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

  1. Виміряйте плече r від осі обертання до точки прикладання сили.
  2. Знайдіть кут θ між силою та плечем. Тіло обертає лише перпендикулярна складова сили, F·sin θ.
  3. Перемножте: τ = F·r·sin θ. Коли сила перпендикулярна до плеча (θ = 90°), це просто F·r.
  4. 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.
  5. 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.

</> Вбудувати

Безкоштовно для викладачів і шкіл: вставте цей код на сторінку курсу, у LMS або на свій сайт. Студенти можуть користуватися калькулятором і покроковим розв’язком без акаунта.

Інші калькулятори