扭矩計算器

分類：物理學
- 2025年4月2日
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此計算器幫助你根據不同方法計算扭矩：力 × 距離、質量 × 重力 × 距離，或輸入槓桿參數。

扭矩是線性力的旋轉等效值，根據可用信息的不同，計算方式也不同。

度

關於扭矩

扭矩是能使物體繞軸旋轉的力的量度，有時也稱為力矩。

力 × 距離方法：

這是計算扭矩最常見的方法。

  • 公式： τ = F × r × sin(θ)
  • 其中：
  • τ = 扭矩
  • F = 施加的力
  • r = 距離旋轉軸的距離
  • θ = 力向量與槓桿臂之間的角度
質量 × 重力 × 距離方法：

此方法適用於處理重物（重力場中的質量）。

  • 公式： τ = m × g × r × sin(θ)
  • 其中：
  • τ = 扭矩
  • m = 質量
  • g = 重力加速度
  • r = 距離旋轉軸的距離
  • θ = 重量向量與水平面的角度
槓桿方法：

此方法明確考慮了力與槓桿臂之間的角度。

  • 公式： τ = F × r × sin(α - β)
  • 其中：
  • τ = 扭矩
  • F = 施加的力
  • r = 槓桿臂的長度
  • α = 力的角度
  • β = 槓桿臂的角度
扭矩的單位：

扭矩的單位是力 × 距離。

  • 牛頓米 (N·m) - SI 單位
  • 英尺磅 (ft·lb)
  • 英寸磅 (in·lb)
  • 公斤力米 (kgf·m)
扭矩的應用：

扭矩計算在許多工程和物理應用中至關重要：

  • 機械和引擎（評估功率和效率）
  • 結構分析（計算梁和結構上的力矩）
  • 車輛力學（確定懸掛和轉向力）
  • 生物力學（分析關節力和肌肉作用）
  • 工具設計（確定工具如扳手所需的力）

什麼是扭矩計算器？

扭矩計算器是一種工具，幫助您根據不同的輸入（如力、質量、距離和角度）計算扭矩。扭矩是旋轉力的度量，對於工程、機械和物理學至關重要。這個計算器提供三種方法來確定扭矩：

  • 力 × 距離：使用施加的力和從支點的距離來計算扭矩。
  • 質量 × 重力 × 距離：使用質量和重力來確定扭矩。
  • 槓桿臂法：考慮力與槓桿臂之間的角度來找到扭矩。

扭矩計算公式

力 × 距離法：

τ = F × r × sin(θ)

其中：

  • τ = 扭矩
  • F = 施加的力（牛頓，N）
  • r = 從支點的距離（米，m）
  • θ = 力與槓桿臂之間的角度（度）

質量 × 重力 × 距離法：

τ = m × g × r × sin(θ)

其中：

  • m = 質量（千克，kg）
  • g = 重力加速度（默認為9.81 m/s²）
  • r = 從支點的距離（米，m）
  • θ = 重量與槓桿臂之間的角度（度）

槓桿臂法：

τ = F × r × sin(α - β)

其中：

  • F = 施加的力（牛頓，N）
  • r = 槓桿臂的長度（米，m）
  • α = 力的角度（度）
  • β = 槓桿臂的角度（度）

如何使用扭矩計算器

按照以下步驟使用計算器計算扭矩：

  1. 選擇一種計算方法（力 × 距離、質量 × 重力 × 距離或槓桿臂法）。
  2. 根據所選方法輸入所需的值：
    • 力 × 距離：輸入力、距離和角度。
    • 質量 × 重力 × 距離：輸入質量、距離和重力加速度。
    • 槓桿臂法：輸入力、槓桿長度和角度。
  3. 選擇小數精度和扭矩單位以獲得結果。
  4. 點擊計算按鈕以查看結果。
  5. 計算器將顯示扭矩值並顯示不同單位的等效值。

為什麼扭矩重要？

扭矩在許多現實應用中扮演著至關重要的角色，包括：

  • 汽車工程：理解扭矩有助於提高車輛性能、引擎功率和正確緊固螺栓。
  • 機械與設備：確保機器的正確扭矩可防止機械故障。
  • 結構分析：工程師在設計橋樑、起重機和機械接頭時計算扭矩。
  • DIY與維修工作：正確緊固螺絲和螺栓可防止材料損壞。

常見問題解答 (FAQ)

扭矩的單位是什麼？

扭矩通常以牛頓米（N·m）為單位。其他常見單位包括英尺磅（ft·lb）和英寸磅（in·lb）。

角度如何影響扭矩？

力與槓桿臂之間的角度影響扭矩。當力垂直施加於槓桿時（90°），可達到最大扭矩。

我可以使用這個計算器進行車輛扭矩計算嗎？

是的，這個計算器可以用來估算車輛引擎、車輪螺母和其他機械部件的扭矩。

為什麼我的扭矩值為零？

如果角度設置為0°或180°，扭矩將為零，因為力不會產生任何旋轉效果。

如果我不知道力的值怎麼辦？

如果不知道力的值，您可以使用質量 × 重力 × 距離法來計算扭矩。

結論

扭矩計算器是一個簡單有效的工具，用於在各種情況下查找扭矩值。無論您是在處理機械、車輛還是物理問題，這個工具都能快速提供準確的結果。立即試用，簡化您的扭矩計算！