Omregner for drejningsmomentenheder: N·m, lbf·ft og kgf·m

Omregner for drejningsmomentenheder

Drejningsmoment er en vridende kraft. En omregner for drejningsmomentenheder omskriver en værdi for drejningsmoment fra én enhed til en anden, f.eks. newtonmeter til pundkraft-fod. Denne side omregner mellem newtonmeter, pundkraft-fod og kilogramkraft-meter og viser alle tre værdier samtidig.

Et drejningsmoment er en kraft multipliceret med afstanden fra drejepunktet til det sted, hvor kraften virker. Det samme tryk på en lang skruenøgle giver større drejningsmoment end på en kort.

Hvad konverteren gør

Brugeren indtaster ét tal og vælger den enhed, tallet er angivet i. Siden viser det samme drejningsmoment i alle tre enheder.

• Resultater vises med otte betydende cifre. Kun visningen afrundes. Konverteringen udføres på det indtastede tal.
• Et resultat, der er mindre end 0,0001, eller på en milliard eller mere, vises i videnskabelig notation. Nul vises som et almindeligt 0.
• Negative værdier accepteres. Drejningsmoment har en rotationsretning, så en værdi under nul beskriver et vrid i den modsatte retning.
• Et tomt felt giver en prompt i stedet for et tal. Et link med en enhed, som siden ikke tilbyder, giver en meddelelse i stedet for en konvertering.

De tre enheder

Newtonmeteren er SI-enheden: én newton kraft, der virker én meter fra drejepunktet. De to andre enheder er hver et fast antal newtonmeter. Ingen af disse tal er en måling, så ingen af dem ændrer sig over tid.

Et drejningsmoment skrevet som "lb-ft" eller "ft-lb" på en skruenøgle eller i en servicemanual er pundkraft-fod. De to skrivemåder betegner den samme enhed; kun ordrækkefølgen er forskellig.

Formel for omregning af drejningsmoment

Alle enhederne her er et fast multiplum af newtonmeteren, så en omregning består af én multiplikation efterfulgt af én division. Værdien omregnes først til newtonmeter og derefter tilbage til den ønskede enhed:

$\tau_2 = \frac{\tau_1 \times k_1}{k_2}$

hvor $\tau_1$ er det indtastede drejningsmoment, $k_1$ er antallet af newtonmeter i én enhed af den valgte enhed, $k_2$ er antallet af newtonmeter i én enhed af den ønskede enhed, og $\tau_2$ er resultatet.

Der lægges ikke noget til eller trækkes noget fra undervejs, fordi alle tre skalaer viser nul ved det samme drejningsmoment. Kun trinstørrelsen ændrer sig. Temperatur er et tilfælde, hvor det ikke gælder: Celsius og Fahrenheit begynder at tælle fra forskellige punkter, så en omregner, der kun multiplicerede, ville angive 0 °C som 0 °F i stedet for 32 °F.

Hvor de to ikke-SI-enheder stammer fra

Begge bygger på standardtyngdeaccelerationen, som den 3. Generalkonference for Mål og Vægt fastsatte til præcis 9,80665 m/s² i 1901. Det er en vedtaget værdi og ikke en lokal måling, og den gør det muligt at lade en masseenhed repræsentere en kraftenhed.

En pundkraft er den internationale pundmasse fra 1959, præcis 0,45359237 kg, påvirket af denne tyngdeacceleration, hvilket giver 4,4482216152605 N. En pundkraft-fod er denne kraft, der virker én fod fra drejepunktet, og den samme aftale fra 1959 fastsætter foden til præcis 0,3048 m.

$1\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft} = 4.4482216152605\ \mathrm{N} \times 0.3048\ \mathrm{m} = 1.3558179483314004\ \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}$

En kilogramkraft er ét kilogram påvirket af den samme tyngdeacceleration, så en kilogramkraft-meter er standardtyngdeaccelerationen udtrykt som et drejningsmoment:

$1\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m} = 1\ \mathrm{kg} \times 9.80665\ \mathrm{m/s^2} \times 1\ \mathrm{m} = 9.80665\ \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}$

Tyngdeaccelerationen går ud, når de to enheder sammenlignes, fordi hver af dem indeholder den én gang. Tilbage står pundet gange foden:

$\frac{1\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft}}{1\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m}} = 0.45359237 \times 0.3048 = 0.138254954376$

NIST Special Publication 811, Appendiks B, angiver pundkraft-fod afrundet til 1,355818 N·m.

Eksempel: en hjulmøtrik spændt til 100 N·m

Division med antallet af newtonmeter i én pundkraft-fod giver den værdi, der bruges i USA og Storbritannien:

$\tau = \frac{100}{1.3558179483314004} \approx 73.756215\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft}$

Division af det samme 100 med 9,80665 giver værdien i kilogramkraft-meter, som stadig forekommer i ældre servicemanualer og på nogle momentnøgler:

$\tau = \frac{100}{9.80665} \approx 10.197162\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m}$

For denne indtastning viser siden 100 N·m, 73,756215 lbf·ft og 10,197162 kgf·m side om side. Alle tre beskriver den samme indstilling på den samme nøgle. Tallene er forskellige, fordi enhederne er forskellige, ikke fordi møtrikken spændes hårdere.

Almindelige omregninger af drejningsmoment

Hver række viser, hvad én enhed giver i de to andre, med otte betydende cifre.

Hvilke værdier er eksakte, og hvilke er afrundede

Alle tre enheder bygger på definitioner, men kun nogle af disse definitioner kan skrives fuldt ud som decimaler.

• 1 lbf·ft er præcis 1,3558179483314003 N·m. Decimalbrøken slutter der, fordi foden og pundkraften selv er eksakte decimaler.
• 1 kgf·m er præcis 9,80665 N·m, standardtyngdeaccelerationens værdi.
• 1 lbf·ft er præcis 0,138254954376 kgf·m. Tyngdeaccelerationen går ud, og pundet gange foden er igen en eksakt decimal.
• 1 N·m er 0,73756214927726540… lbf·ft, med cifre der aldrig slutter, så enhver decimal, der skrives for den, er afkortet.
• 1 kgf·m er 7,2330138512098940… lbf·ft, også uden ende.

Omregneren beregner hver faktor ud fra de konstituerende konstanter i stedet for at gemme en afkortet decimal, så den afrunding, læseren ser, stammer fra visningen og ikke fra tallene bag den. Otte betydende cifre er nok til at vise en definerende værdi tydeligt og få nok til at skjule de sidste cifre i computerens beregninger, som indeholder afrundingsstøj snarere end information.

Ofte stillede spørgsmål

Hvor mange newtonmeter er én ft-lb? Én pundkraft-fod er præcis 1,3558179483314003 N·m, hvilket siden viser som 1,3558179 N·m. Den modsatte vej giver ét newtonmeter 0,73756215 lbf·ft.

Er ft-lb det samme som lb-ft? Ja. Begge betegner en kraft på én pundkraft, der virker én fod fra drejepunktet. Manualer bruger begge ordrækkefølger for den samme enhed.

Er en newtonmeter det samme som en joule? Begge er opbygget af en newton og en meter, men de måler forskellige ting. En joule måler energi, og et drejningsmoment udfører kun arbejde, mens akslen faktisk drejer. Betegnelserne holdes med vilje adskilt: Energi angives i joule, drejningsmoment i newtonmeter.

Hvad bruges en kilogramkraft-meter til? Det er en ældre metrisk enhed for drejningsmoment, som stadig findes i servicemanualer og på nogle momentnøgler. Én kilogramkraft-meter er 9,80665 N·m eller 7,2330139 lbf·ft.

Kan et negativt drejningsmoment omregnes? Ja. Drejningsmoment har fortegn, fordi det har en rotationsretning, så en værdi under nul beskriver et vrid i den modsatte retning. Siden omregner det i stedet for at afvise det.

Hvorfor viser siden så mange cifre? Otte betydende cifre holder en definerende værdi læselig uden at vise de sidste cifre i beregningen, som indeholder afrundingsstøj. De gemte konstanter afkortes aldrig, så en kort visning påvirker ikke den næste omregning.