τ = rF sinθ을 사용하여 힘, 지레팔, 각도로부터 토크를 계산하세요. 회전 역학을 위한 무료 온라인 물리 계산기.
토크 계산기를 사용하면 τ = rF sinθ 공식을 사용하여 힘이 회전축으로부터 거리를 두고 가해질 때 생성되는 회전력을 즉시 계산할 수 있습니다. 가해진 힘, 지레팔 거리, 그리고 그 사이의 각도를 입력하면 계산기가 결과 토크를 반환하여, 물리 문제, 기계 공학 또는 일상적인 도구 사용을 위해 회전 역학을 분석할 수 있습니다.
토크는 고전 역학에서 힘의 회전 등가물입니다. 힘이 물체를 직선으로 가속시키는 것처럼, 토크는 물체를 회전축이나 축 주위로 회전적으로 가속시킵니다. 핵심 통찰은 회전축에서 더 멀리, 또는 더 수직인 각도로 가해진 동일한 힘이 더 많은 회전 효과를 생성한다는 것입니다 — 이것이 긴 렌치가 짧은 렌치보다 고집스러운 볼트를 훨씬 쉽게 풀 수 있게 하는 이유이며, 경첩 근처에서 문을 미는 것은 거의 움직이지 않지만 손잡이 근처에서 미는 것은 쉽게 열리는 이유입니다.
이 계산기는 여러 상황에서 유용합니다 — 물리학 학생들은 회전 역학 문제를 풀기 위해 사용하고, 기계 엔지니어는 체결구, 기어, 구동축의 크기를 정하기 위해 사용하며, 자동차 애호가들은 엔진 사양을 이해하기 위해 사용하고, 수공구를 사용하는 모든 사람은 힘을 효율적으로 적용하는 데 지레팔 길이가 왜 그렇게 중요한지 이해함으로써 도움을 받습니다.
정비사가 볼트를 조이기 위해 길이 0.3미터의 렌치에 수직으로 50N의 힘을 가합니다. τ = rF sinθ를 사용하면: τ = 0.3 × 50 × sin(90°) = 0.3 × 50 × 1 = 15 N·m. 이것이 볼트에 가해지는 회전력입니다.
이 계산기가 생성하는 토크 값은 지정된 회전축 주위에 가해진 힘의 회전 효과를 나타냅니다 — 값이 클수록 회전을 일으키는 경향이 더 강합니다. 결과를 참조 표와 비교할 때, 토크가 작은 일상적 작업(병뚜껑이나 문 손잡이의 경우 몇 뉴턴미터)에서 상당한 기계적 힘(렌치의 경우 수십 뉴턴미터, 엔진의 경우 수백에서 수천)까지 어떻게 확장되는지 주목하세요 — 이는 관련된 힘의 크기와 지레팔 길이를 모두 반영합니다. 계산된 토크가 상당한 힘에도 불구하고 예상외로 낮아 보인다면, 각도를 다시 확인하세요 — 지레팔에 거의 평행하게 가해진 힘(0° 또는 180°에 가까운)은 힘 자체가 크더라도 회전 효과에 매우 적게 기여합니다.
가해진 힘, 지레팔(회전축으로부터의 거리), 힘과 지레팔 사이의 각도를 입력하세요 — 계산기가 τ = rF sinθ를 사용하여 토크를 계산합니다.
| 시나리오 | 토크 |
|---|---|
| 고집스러운 병뚜껑 돌려서 열기 | 2 N·m |
| 문 손잡이 돌리기 | 5 N·m |
| 렌치로 볼트 조이기 | 40 N·m |
| 최고점에서 전형적인 승용차 엔진 | 300 N·m |
| 최고점에서 대형 디젤 트럭 엔진 | 2,000 N·m |