Prevodník jednotiek krútiaceho momentu: N·m, lbf·ft

Prevodník jednotiek krútiaceho momentu

Krútiaci moment je sila spôsobujúca otáčanie. Prevodník jednotiek krútiaceho momentu prepisuje hodnotu krútiaceho momentu z jednej jednotky do druhej, napríklad z newtonmetrov na libry sily na stopu. Táto stránka prevádza medzi newtonmetrami, librami sily na stopu a kilogramami sily na meter a zobrazuje všetky tri hodnoty naraz.

Krútiaci moment je sila vynásobená vzdialenosťou od bodu otáčania po miesto, kde sila pôsobí. Rovnaké zatlačenie na dlhý kľúč vytvorí väčší krútiaci moment než na krátkom kľúči.

Čo prevodník robí

Návštevník zadá jedno číslo a vyberie jednotku, v ktorej je toto číslo uvedené. Stránka vráti rovnaký krútiaci moment vo všetkých troch jednotkách.

• Výsledky sa zobrazujú na osem platných číslic. Zaokrúhľuje sa iba zobrazenie. Prevod sa vykonáva s číslom v zadanom tvare.
• Výsledok s veľkosťou menšou než 0,0001 alebo výsledok s hodnotou miliarda či viac sa zobrazí vo vedeckom zápise. Nula sa zobrazí ako obyčajné 0.
• Záporné hodnoty sú povolené. Krútiaci moment má smer otáčania, takže hodnota menšia než nula opisuje otáčanie opačným smerom.
• Prázdne pole zobrazí výzvu namiesto čísla. Odkaz s jednotkou, ktorú stránka neponúka, zobrazí správu namiesto prepočtu.

Tri jednotky

Newtonmeter je jednotka SI: jeden newton sily pôsobiaci vo vzdialenosti jedného metra od bodu otáčania. Ostatné dve jednotky sú každá pevným počtom newtonmetrov. Ani jedno z týchto čísel nie je meranie, takže sa časom nemení.

Krútiaci moment označený na kľúči alebo v servisnej príručke ako „lb-ft“ alebo „ft-lb“ je libra sily na stopu. Obe označenia pomenúvajú jednu jednotku a líši sa iba poradie slov.

Vzorec na prevod krútiaceho momentu

Každá jednotka v tomto prehľade je pevným násobkom newtonmetra, takže prevod pozostáva z jedného násobenia a jedného delenia. Hodnota sa najprv prevedie na newtonmetre a potom späť na požadovanú jednotku:

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

kde $\tau_1$ je zadaný krútiaci moment, $k_1$ je počet newtonmetrov v jednej jednotke zvolenej jednotky, $k_2$ je počet newtonmetrov v jednej jednotke požadovanej jednotky a $\tau_2$ je výsledok.

Počas prevodu sa nič nepripočítava ani neodpočítava, pretože všetky tri stupnice ukazujú pri rovnakom krútiacom momente nulu. Mení sa iba veľkosť kroku. Teplota je prípad, keď to neplatí: Celziova a Fahrenheitova stupnica začínajú počítať od odlišných bodov, takže prevodník, ktorý by iba násobil, by uviedol 0 °C ako 0 °F namiesto 32 °F.

Pôvod dvoch jednotiek mimo sústavy SI

Obe vychádzajú zo štandardného gravitačného zrýchlenia, ktoré 3. Generálna konferencia pre váhy a miery stanovila presne na 9,80665 m/s² v roku 1901. Ide o dohodnutú hodnotu, nie o miestne meranie, a práve vďaka nej môže jednotka hmotnosti zastupovať jednotku sily.

Libra sily je medzinárodná libra z roku 1959 s presnou hmotnosťou 0,45359237 kg, na ktorú pôsobí toto gravitačné zrýchlenie, čo zodpovedá sile 4,4482216152605 N. Libra sily na stopu je táto sila pôsobiaca vo vzdialenosti jednej stopy od bodu otáčania a tá istá dohoda z roku 1959 stanovuje stopu presne na 0,3048 m.

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

Kilogram sily je kilogram, na ktorý pôsobí rovnaké gravitačné zrýchlenie, takže kilogram sily na meter je štandardné gravitačné zrýchlenie vyjadrené ako krútiaci moment:

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

Pri porovnaní týchto dvoch jednotiek gravitačné zrýchlenie zanikne, pretože každá ho obsahuje raz. Zostane súčin libry a stopy:

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

Publikácia NIST Special Publication 811, dodatok B, uvádza libru sily na stopu zaokrúhlenú na 1,355818 N·m.

Príklad: matica kolesa utiahnutá na 100 N·m

Delením počtom newtonmetrov v jednej libre sily na stopu získame hodnotu používanú v Spojených štátoch a Spojenom kráľovstve:

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

Delením tej istej hodnoty 100 číslom 9,80665 získame hodnotu v kilogramoch sily na meter, ktorá sa stále objavuje v starších servisných príručkách a na niektorých momentových kľúčoch:

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

Pri tomto zadaní stránka zobrazí vedľa seba 100 N·m, 73,756215 lbf·ft a 10,197162 kgf·m. Všetky tri hodnoty opisujú jedno nastavenie jedného kľúča. Čísla sa líšia preto, že sa líšia jednotky, nie preto, že by sa matica uťahovala väčšou silou.

Bežné prevody krútiaceho momentu

Každý riadok ukazuje, čo jedna jednotka predstavuje v ďalších dvoch jednotkách, na osem platných číslic.

Ktoré hodnoty sú presné a ktoré zaokrúhlené

Všetky tri jednotky vychádzajú z definícií, ale iba niektoré z nich možno úplne zapísať desatinným číslom.

• 1 lbf·ft je presne 1,3558179483314003 N·m. Desatinný zápis sa tu končí, pretože stopa aj libra sily sú samy osebe presné desatinné hodnoty.
• 1 kgf·m je presne 9,80665 N·m, teda hodnota štandardného gravitačného zrýchlenia.
• 1 lbf·ft je presne 0,138254954376 kgf·m. Gravitačné zrýchlenie sa vyruší a súčin libry a stopy je opäť presné desatinné číslo.
• 1 N·m je 0,73756214927726540… lbf·ft, pričom číslice nikdy nekončia, takže každý desatinný zápis je skrátený.
• 1 kgf·m je 7,2330138512098940… lbf·ft, tiež s nekonečným desatinným rozvojom.

Prevodník vytvára každý faktor z definičných konštánt namiesto uloženia skráteného desatinného čísla, takže zaokrúhlenie, ktoré čitateľ vidí, pochádza zo zobrazenia, nie z čísel použitých vo výpočte. Osem platných číslic stačí na jasné zobrazenie definičnej hodnoty a zároveň skryje posledné číslice počítačového výpočtu, ktoré obsahujú zaokrúhľovaciu chybu, nie informáciu.

Najčastejšie otázky

Koľko newtonmetrov je jedna stopa-libra? Jedna libra sily na stopu je presne 1,3558179483314003 N·m, pričom stránka ju zobrazuje ako 1,3558179 N·m. Opačným smerom je jeden newtonmeter 0,73756215 lbf·ft.

Je ft-lb to isté ako lb-ft? Áno. Obe označenia pomenúvajú silu jednej libry sily pôsobiacu vo vzdialenosti jednej stopy od bodu otáčania. Príručky používajú pre tú istú jednotku obe poradia slov.

Je newtonmeter to isté ako joule? Obe jednotky sú odvodené od newtonu a metra, ale merajú rôzne veci. Joule meria energiu, zatiaľ čo krútiaci moment koná prácu iba vtedy, keď sa hriadeľ skutočne otáča. Názvy sa zámerne rozlišujú: energia sa zapisuje v jouloch a krútiaci moment v newtonmetroch.

Na čo sa používa kilogram sily na meter? Ide o staršiu metrickú jednotku krútiaceho momentu, ktorá sa stále vyskytuje v servisných príručkách a na niektorých momentových kľúčoch. Jeden kilogram sily na meter je 9,80665 N·m alebo 7,2330139 lbf·ft.

Dá sa záporný krútiaci moment previesť? Áno. Krútiaci moment má znamienko, pretože má smer otáčania, takže hodnota menšia než nula opisuje otáčanie opačným smerom. Stránka ho prevedie a neodmietne ho.

Prečo stránka zobrazuje toľko číslic? Osem platných číslic udržiava definičnú hodnotu čitateľnú bez zobrazenia posledných číslic výpočtu, ktoré obsahujú zaokrúhľovaciu chybu. Uložené konštanty sa nikdy neskracujú, takže krátke zobrazenie sa nepoužije pri ďalšom prevode.