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

Omregner for dreiemoment

Dreiemoment er en vridende kraft. En omregner for dreiemoment skriver om en verdi for dreiemoment fra én enhet til en annen, for eksempel fra newtonmeter til pundkraftfot. Denne siden konverterer mellom newtonmeter, pundkraftfot og kilogramkraftmeter og viser alle tre verdiene samtidig.

Dreiemoment er en kraft multiplisert med avstanden fra rotasjonspunktet til stedet der kraften virker. Det samme trykket på en lang skiftenøkkel gir større dreiemoment enn på en kort.

Hva omregneren gjør

Brukeren skriver inn ett tall og velger enheten tallet er angitt i. Siden viser det samme dreiemomentet i alle tre enhetene.

• Resultatene vises med åtte signifikante sifre. Bare visningen avrundes. Omregningen utføres på tallet slik det ble skrevet inn.
• Et resultat som er mindre enn 0,0001, eller på en milliard eller mer, vises i vitenskapelig notasjon. Null vises som et vanlig 0.
• Negative verdier godtas. Dreiemoment har en rotasjonsretning, så en verdi under null beskriver en vridning i motsatt retning.
• Et tomt felt gir en melding i stedet for et tall. En lenke som inneholder en enhet siden ikke tilbyr, gir en melding i stedet for en konvertering.

De tre enhetene

Newtonmeter er SI-enheten: én newton kraft som virker én meter fra rotasjonspunktet. De to andre enhetene er hver et fast antall newtonmeter. Ingen av disse tallene er en måling, så ingen av dem endres over tid.

Et dreiemoment skrevet «lb-ft» eller «ft-lb» på en skiftenøkkel eller i en servicemanual er pundkraftfot. De to skrivemåtene betegner én enhet; det er bare ordrekkefølgen som er forskjellig.

Formel for konvertering av dreiemoment

Alle enhetene her er faste multipler av newtonmeter, så en konvertering består av én multiplikasjon etterfulgt av én divisjon. Verdien konverteres først til newtonmeter og deretter tilbake til den ønskede enheten:

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

der $\tau_1$ er dreiemomentet som er skrevet inn, $k_1$ er antallet newtonmeter i én enhet av den valgte enheten, $k_2$ er antallet newtonmeter i én enhet av den ønskede enheten, og $\tau_2$ er svaret.

Ingenting legges til eller trekkes fra underveis, fordi alle de tre skalaene viser null ved samme dreiemoment. Det er bare størrelsen på trinnet som endres. Temperatur er tilfellet der dette ikke stemmer: Celsius og Fahrenheit begynner å telle fra forskjellige punkter, så en omregner som bare multipliserte, ville vist 0 °C som 0 °F i stedet for 32 °F.

Hvor de to ikke-SI-enhetene kommer fra

Begge bygger på standardtyngdekraften, som den 3. generalkonferansen for mål og vekt fastsatte til nøyaktig 9,80665 m/s² i 1901. Dette er en avtalt verdi, ikke en lokal måling, og den gjør det mulig å bruke en masseenhet som en kraftenhet.

En pundkraft er det 1959 internasjonale pundet, nøyaktig 0,45359237 kg, påvirket av denne tyngdekraften, noe som gir 4,4482216152605 N. Ett pundkraftfot er denne kraften som virker én fot fra rotasjonspunktet, og den samme 1959-avtalen fastsetter foten til nøyaktig 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 ett kilogram påvirket av den samme tyngdekraften, så et kilogramkraftmeter er standardtyngdekraft uttrykt som dreiemoment:

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

Tyngdekraften faller bort når de to enhetene sammenlignes med hverandre, fordi hver av dem inneholder den én gang. Det som gjenstår, er pundet multiplisert med foten:

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

NISTs Special Publication 811, vedlegg B, oppgir pundkraftfot avrundet til 1,355818 N·m.

Eksempel: en hjulmutter strammet til 100 N·m

Når man deler på antallet newtonmeter i ett pundkraftfot, får man verdien som brukes i USA og Storbritannia:

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

Når det samme 100 deles på 9,80665, får man verdien i kilogramkraftmeter, som fortsatt forekommer i eldre servicemanualer og på enkelte momentnøkler:

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

For dette inndataet viser siden 100 N·m, 73,756215 lbf·ft og 10,197162 kgf·m side om side. Alle tre beskriver én innstilling på én momentnøkkel. Tallene er forskjellige fordi enhetene er forskjellige, ikke fordi mutteren strammes hardere.

Vanlige konverteringer av dreiemoment

Hver rad viser hva én enhet tilsvarer i de to andre, med åtte signifikante sifre.

Hvilke verdier er eksakte, og hvilke er avrundede

Alle de tre enhetene bygger på definisjoner, men bare noen av disse definisjonene kan skrives fullt ut som desimaltall.

• 1 lbf·ft er nøyaktig 1,3558179483314003 N·m. Desimaltallet stopper der, fordi foten og pundkraften selv er eksakte desimaltall.
• 1 kgf·m er nøyaktig 9,80665 N·m, verdien av standardtyngdekraften.
• 1 lbf·ft er nøyaktig 0,138254954376 kgf·m. Tyngdekraften kansellerer, og pundet multiplisert med foten er igjen et eksakt desimaltall.
• 1 N·m er 0,73756214927726540… lbf·ft, med sifre som aldri tar slutt, så ethvert desimaltall som skrives for den, er avkortet.
• 1 kgf·m er 7,2330138512098940… lbf·ft, også med uendelig mange sifre.

Omregneren bygger hver faktor fra de definerende konstantene i stedet for å lagre et avkortet desimaltall. Avrundingen leseren ser, kommer derfor fra visningen og ikke fra tallene som ligger bak. Åtte signifikante sifre er nok til å vise en definierende verdi tydelig, samtidig som de siste sifrene i datamaskinens beregninger skjules. Disse sifrene inneholder avrundingsstøy, ikke informasjon.

Ofte stilte spørsmål

Hvor mange newtonmeter er ett ft-lb? Ett pundkraftfot er nøyaktig 1,3558179483314003 N·m, som siden viser som 1,3558179 N·m. Den andre veien er ett newtonmeter 0,73756215 lbf·ft.

Er ft-lb det samme som lb-ft? Ja. Begge betegner en kraft på ett pundkraft som virker én fot fra rotasjonspunktet. Manualer bruker begge ordrekkefølgene for den samme enheten.

Er et newtonmeter det samme som en joule? Begge er bygget opp av en newton og en meter, men de måler forskjellige ting. En joule måler energi, mens et dreiemoment utfører arbeid bare mens akselen faktisk roterer. Betegnelsene holdes med hensikt fra hverandre: Energi oppgis i joule, dreiemoment i newtonmeter.

Hva brukes et kilogramkraftmeter til? Det er en eldre metrisk dreiemomentsenhet som fortsatt finnes i servicemanualer og på enkelte momentnøkler. Ett kilogramkraftmeter er 9,80665 N·m, eller 7,2330139 lbf·ft.

Kan et negativt dreiemoment konverteres? Ja. Dreiemoment har fortegn fordi det har en rotasjonsretning, så en verdi under null beskriver en vridning i motsatt retning. Siden konverterer verdien i stedet for å avvise den.

Hvorfor viser siden så mange sifre? Åtte signifikante sifre gjør en definerende verdi lett å lese uten å vise de siste sifrene i beregningen, som inneholder avrundingsstøy. De lagrede konstantene avkortes aldri, så en kort visning påvirker ikke neste konvertering.