扭矩計算器

分類：物理學
- 2025年08月24日
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這個計算器幫助您根據不同的方法來確定扭矩：力 x 距離、質量 x 重力 x 距離，或通過輸入槓桿臂參數。

扭矩是線性力的旋轉等價物，根據可用的信息以不同的方式計算。

度

關於扭矩

扭矩是能使物體圍繞某一軸旋轉的力的度量。有時稱為力矩。

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 = 從旋轉軸的距離
  • θ = 力向量與槓桿臂之間的角度
質量 × 重力 × 距離方法：

當處理重量（重力場中的質量）時，此方法非常有用。

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

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
扭矩單位：

扭矩以力 × 距離的單位來測量。

  • 牛頓·米 (N·m) - SI單位
  • 英尺·磅 (ft·lb)
  • 英吋·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）
  • 車輛機械（確定懸架和轉向力）
  • 生物力學（分析關節力和肌肉動作）
  • 工具設計（確定工具如扳手所需的努力）

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數據（如力、質量、距離和角度）計算扭矩。扭矩是旋轉力的度量，在工程、機械和物理學中至關重要。此計算器提供三種方法來計算扭矩：

  • 力 × 距離：使用施加的力和距離來計算扭矩。
  • 質量 × 重力 × 距離：利用質量和重力來計算扭矩。
  • 槓桿臂方法：考慮力與槓桿臂之間的角度來計算扭矩。

扭矩計算公式

力 × 距離方法：

τ = F × r × sin(θ)

其中：

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

質量 × 重力 × 距離方法：

τ = m × g × r × sin(θ)

其中：

  • m = 質量（公斤，kg）
  • g = 重力加速度（預設為 9.81 m/s²）
  • r = 距離支點的距離（公尺，m）
  • θ = 重量與槓桿臂之間的角度（度數）

槓桿臂方法：

τ = F × r × sin(α - β)

其中：

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

如何使用扭矩計算器

按照以下步驟使用計算器來計算扭矩：

  1. 選擇一種計算方法（力 × 距離、質量 × 重力 × 距離或槓桿臂方法）。
  2. 根據選擇的方法輸入所需的數值：
    • 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。
    • 槓桿臂方法：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. 點擊計算按鈕查看結果。
  5. 計算器將顯示扭矩值，並以不同單位顯示等值。

為什麼扭矩很重要？

扭矩在許多現實應用中起著至關重要的作用，包括：

  • 汽車工程：了解扭矩有助於提升車輛性能、發動機功率以及正確擰緊螺栓。
  • 機械與設備：確保機械中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會計算扭矩。
  • DIY 和維修工作：正確擰緊螺絲和螺栓可防止材料損壞。

常見問題 (FAQ)

扭矩的單位是什麼？

扭矩通常以牛頓·公尺（N·m）為單位測量。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會影響扭矩。當力垂直於槓桿（90°）時，扭矩達到最大值。

我可以用這個計算器計算車輛的扭矩嗎？

是的，這個計算器可以用來估算車輛發動機、車輪螺母和其他機械部件的扭矩。

為什麼我的扭矩值為零？

如果角度設為 0° 或 180°，扭矩將為零，因為此時力不會產生任何旋轉效果。

如果我不知道力的數值怎麼辦？

如果不知道力的數值，可以使用質量 × 重力 × 距離的方法來計算扭矩。

結論

扭矩計算器是一個簡單而有效的工具，可用於在各種情況下計算扭矩值。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！