Конвертор јединица момента силе: N·m, lbf·ft и kgf·m

Конвертор јединица момента силе

Момент силе је сила увијања. Конвертор јединица момента силе прерачунава вредност момента из једне јединице у другу, на пример из њутн-метара у фунт-сила стопе. Ова страница прерачунава вредности између њутн-метара, фунт-сила стопа и килограм-сила метара и приказује све три вредности истовремено.

Момент силе је сила помножена растојањем од тачке обртања до места на којем сила делује. Исти притисак на дугачком кључу производи већи момент него на кратком.

Шта конвертор ради

Корисник уноси један број и бира јединицу у којој је тај број написан. Страница приказује исти момент у све три јединице.

• Резултати се приказују са осам значајних цифара. Заокружује се само приказ. Конверзија се обавља над унетим бројем.
• Резултат мањи од 0,0001 по величини или резултат од милијарду или више приказује се у научној нотацији. Нула се приказује као обично 0.
• Прихватају се негативне вредности. Момент силе има смер обртања, па вредност мања од нуле описује увијање у супротном смеру.
• Празно поље приказује упит уместо броја. Веза која садржи јединицу коју страница не нуди приказује поруку уместо конверзије.

Три јединице

Њутн-метар је SI јединица: један њутн силе који делује на једном метру од тачке обртања. Друге две јединице су свака од њих одређени број њутн-метара. Ниједан од тих бројева није мерење, па се ниједан не мења током времена.

Момент силе записан као „lb-ft“ или „ft-lb“ на кључу или у сервисном приручнику јесте јединица фунт-сила стопа. Оба записа означавају исту јединицу; разликује се само редослед речи.

Формула за прерачунавање момента силе

Свака јединица овде је одређени умножак њутн-метра, па се прерачунавање састоји од једног множења, а затим једног дељења. Вредност се прво претвара у њутн-метре, а затим из њих у жељену јединицу:

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

где је $\tau_1$ унети момент силе, $k_1$ број њутн-метара у једној јединици изабране јединице, $k_2$ број њутн-метара у једној јединици жељене јединице, а $\tau_2$ резултат.

На том путу се ништа не додаје нити одузима, јер све три скале показују нулу при истом моменту силе. Мења се само величина корака. Температура је пример где то није тачно: Целзијусова и Фаренхајтова скала почињу бројање од различитих тачака, па би конвертор који само множи приказао 0 °C као 0 °F уместо као 32 °F.

Порекло двеју јединица које нису SI

Обе се заснивају на стандардном убрзању земљине теже, које је 3. Генерална конференција за тегове и мере утврдила на тачно 9,80665 m/s² у 1901. То је договорена вредност, а не локално мерење, и она омогућава да јединица масе представља јединицу силе.

Фунта силе је 1959 међународна фунта, тачно 0,45359237 kg, коју вуче та гравитација, што износи 4,4482216152605 N. Фунт-сила стопа је та сила која делује на растојању од једне стопе од тачке обртања, а исти споразум из 1959 утврђује стопу на тачно 0,3048 m.

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

Килограм-сила је један килограм који вуче иста гравитација, па је килограм-сила метар стандардно убрзање земљине теже записано као момент силе:

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

Гравитација се поништава када се те две јединице упореде, јер је свака садржи једном. Оно што преостаје јесте фунта помножена стопом:

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

NIST Специјална публикација 811, Додатак B, наводи стопу-фунту силе заокружену на 1,355818 N·m.

Пример: навртка точка затегнута на 100 N·m

Дељењем са бројем њутн-метара у једној фунт-сила стопи добија се вредност која се користи у Сједињеним Државама и Уједињеном Краљевству:

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

Дељењем истог броја 100 са 9,80665 добија се вредност у килограм-сила метрима, која се и даље појављује у старијим сервисним приручницима и на неким моментним кључевима:

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

За овај унос страница приказује 100 N·m, 73,756215 lbf·ft и 10,197162 kgf·m једно поред другог. Све три вредности описују једно подешавање на једном кључу. Бројеви се разликују зато што се разликују јединице, а не зато што се навртка затеже јаче.

Уобичајена прерачунавања момента силе

Сваки ред показује шта једна јединица даје у друге две, са осам значајних цифара.

Које су вредности тачне, а које заокружене

Све три јединице почивају на дефиницијама, али само неке од тих дефиниција могу се у потпуности записати као децимални бројеви.

• 1 lbf·ft је тачно 1,3558179483314003 N·m. Децимални запис се ту завршава, јер су стопа и фунта силе саме по себи тачни децимални бројеви.
• 1 kgf·m је тачно 9,80665 N·m, вредност стандардног убрзања земљине теже.
• 1 lbf·ft је тачно 0,138254954376 kgf·m. Гравитација се поништава, а фунта помножена стопом поново даје тачан децимални број.
• 1 N·m износи 0,73756214927726540… lbf·ft, са цифрама које се никада не завршавају, па је сваки децимални запис скраћен.
• 1 kgf·m износи 7,2330138512098940… lbf·ft, такође са бесконачним записом.

Конвертор изводи сваки фактор из дефиниционих константи, уместо да чува скраћени децимални број, па заокруживање које читалац види потиче од приказа, а не од бројева у позадини. Осам значајних цифара довољно је да се дефинициона вредност јасно прикаже, а истовремено сакрије последње цифре рачунања рачунара, које садрже грешку заокруживања, а не информацију.

Најчешће постављана питања

Колико њутн-метара има једна ft-lb? Једна фунт-сила стопа једнака је тачно 1,3558179483314003 N·m, а страница је приказује као 1,3558179 N·m. У супротном смеру, један њутн-метар износи 0,73756215 lbf·ft.

Да ли су ft-lb и lb-ft исто? Да. Оба назива означавају силу од једне фунте силе која делује на једном стопалу од тачке обртања. У приручницима се за исту јединицу користи било који редослед речи.

Да ли је њутн-метар исто што и џул? Обе јединице су изведене од њутна и метра, али мере различите величине. Џул мери енергију, а момент силе врши рад само док се вратило заиста окреће. Називи се намерно разликују: енергија се изражава у џулима, а момент силе у њутн-метрима.

За шта се користи килограм-сила метар? То је старија метричка јединица за момент силе, која се и даље налази у сервисним приручницима и на неким момент-кључевима. Један килограм-сила метар износи 9,80665 N·m, односно 7,2330139 lbf·ft.

Може ли се негативан момент силе прерачунати? Да. Момент силе има предзнак, јер има смер обртања, па вредност мања од нуле описује увијање у супротном смеру. Страница га прерачунава уместо да га одбије.

Зашто страница приказује толико цифара? Осам значајних цифара чини дефинициону вредност читљивом, без приказивања последњих цифара рачунања, које садрже грешку заокруживања. Сачуване константе се никада не скраћују, па кратак приказ не утиче на следеће прерачунавање.