วิศวกรรม

เครื่องคำนวณแรง

คำนวณแรง มวล และความเร่งตามกฎข้อที่สองของนิวตัน (F = ma)

มวล

ความเร่ง

ความเร็ว

ส่วนสูง

แรง

0 N

พลังงานจลน์

0 J

พลังงานศักย์

0 J

เครื่องมือนี้ช่วยคุณได้ไหม?

เครื่องคำนวณแรง คืออะไร?

เครื่องคำนวณแรง เป็นเครื่องมือออนไลน์ฟรีที่ช่วยให้คุณคำนวณได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ คำนวณแรง มวล และความเร่งตามกฎข้อที่สองของนิวตัน (F = ma) การคำนวณทั้งหมดทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณโดยตรง ไม่มีการจัดเก็บหรือแชร์ข้อมูล Calculora ให้บริการเครื่องมือนี้ฟรีอย่างสมบูรณ์ ไม่ต้องลงทะเบียนหรือดาวน์โหลด

เมื่อไหร่ควรใช้เครื่องคำนวณนี้

การออกแบบวิศวกรรม — กำหนดขนาดแอคชูเอเตอร์ เบรก และส่วนประกอบโครงสร้าง จากแรงที่ต้องส่งออก
พลศาสตร์ยานพาหนะ — คำนวณแรงขับหรือแรงเบรกที่ต้องใช้เพื่อเร่งความเร็วยานพาหนะที่มีมวลที่ทราบ
การยกและการผูกเชือก — กำหนดแรงรับน้ำหนักบนสายเคเบิล ตะขอ และอุปกรณ์ยก
กีฬาและการฝึกซ้อม — ระบุปริมาณแรงที่เกิดขึ้นในการวิ่งระยะสั้น การขว้าง และการยกน้ำหนัก
การบินในอวกาศและการบิน — เชื่อมโยงแรงขับและความเร่งสำหรับจรวดและอากาศยาน รวมถึงแรง g
การศึกษาเชิงฟิสิกส์ — แก้โจทย์กฎข้อที่สองของนิวตันและปัญหาด้านแรงสำหรับการบ้านและห้องปฏิบัติการ

ขั้นตอน:

ใส่ข้อมูลของคุณในช่องรับข้อมูล
ปรับพารามิเตอร์ตามสถานการณ์ของคุณ
คลิก "คำนวณ" หรือดูผลลัพธ์ที่อัปเดตอัตโนมัติ
วิเคราะห์ผลลัพธ์และใช้ในการตัดสินใจ
ส่งออกผลลัพธ์เป็น PDF หรือ Excel หากต้องการ

สูตร

F = m × a (แรง = มวล × ความเร่ง) m = F / a (มวล = แรง ÷ ความเร่ง) a = F / m (ความเร่ง = แรง ÷ มวล) โดยที่: F = แรง (นิวตัน), m = มวล (กก.), a = ความเร่ง (ม./วินาที²)

กรณีใช้งาน

บุคคลที่ต้องการคำนวณเครื่องคำนวณแรง
ผู้เชี่ยวชาญที่ต้องการการคำนวณอย่างรวดเร็ว
นักเรียนที่เรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องคำนวณแรง
ธุรกิจที่ดำเนินการวิเคราะห์ทางการเงิน

ประโยชน์หลัก

ฟรีใช้งาน — ไม่ต้องลงทะเบียน
ทำงานในเบราว์เซอร์ — ไม่อัปโหลดไปเซิร์ฟเวอร์
การคำนวณแม่นยำตามสูตรที่ผ่านการพิสูจน์
ผลลัพธ์รวดเร็ว — คำนวณทันที
ส่งออกผลลัพธ์เป็น PDF หรือ Excel

เคล็ดลับ

ตรวจสอบข้อมูลที่ใส่เสมอเพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำ
บันทึกผลลัพธ์ผ่านฟังก์ชันส่งออกสำหรับการอ้างอิงในอนาคต
เปรียบเทียบสถานการณ์ต่างๆ โดยปรับข้อมูลที่ใส่
ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญสำหรับการตัดสินใจทางการเงินหรือการแพทย์ที่สำคัญ

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ใช้หน่วยผิดเมื่อใส่ข้อมูล
ลืมรวมค่าใช้จ่ายหรือค่าธรรมเนียมเพิ่มเติม
ตั้งสมมติฐานที่ไม่สมจริงเกี่ยวกับผลตอบแทนหรือการเติบโต
เพิกเฉยต่อผลกระทบของเงินเฟ้อต่อการคำนวณระยะยาว

คำศัพท์สำคัญ

นิวตัน: แรง SI 1 กก. ที่ 1 ม./วินาที²
มวล: ปริมาณสสารคงที่
น้ำหนัก: มวลคูณด้วยความโน้มถ่วง
แรงลัพธ์: ผลรวมเวกเตอร์ของแรงทั้งหมด

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

ความเร่ง: คู่หูโดยตรงของแรงตามกฎข้อที่สองของนิวตัน F = ma เครื่องคำนวณความเร่ง ของเราคำนวณอัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วจากความเร็วเริ่มต้นและความเร็วสุดท้ายในช่วงเวลา
โมเมนตัม: แรงเปลี่ยนโมเมนตัมของวัตถุตามเวลา F = Δp/Δt และโมเมนตัมรวมจะอนุรักษ์ไว้ในการชน เครื่องคำนวณโมเมนตัม ของเราสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างมวลและความเร็ว
งานและพลังงาน: แรงที่กระทำตลอดระยะทางถ่ายโอนพลังงาน W = Fd cosθ เครื่องคำนวณงาน ของเราระบุปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนในการเคลื่อนที่เชิงเส้น
พลังงานจลน์: พลังงานของการเคลื่อนที่ KE = ½mv² เป็นหนึ่งในสามผลลัพธ์ที่เครื่องคำนวณนี้ให้ เครื่องคำนวณพลังงานจลน์ ของเราคำนวณมวล ความเร็ว หรือพลังงานได้ตามต้องการ
แรงโน้มถ่วง: แรงที่คุ้นเคยที่สุดในชีวิตประจำวัน ซึ่งมีค่าเท่ากับ mg บนดาวเคราะห์ทุกดวง เครื่องคำนวณแรงโน้มถ่วง ของเราคำนวณแรงดึงดูดระหว่างมวลสองก้อน

ตัวอย่าง

อธิบายได้: รถยนต์ที่มีมวล 1,500 กิโลกรัม มีความเร่งที่ 3 เมตร/วินาที² แรงที่ต้องการคือ F = 1,500 × 3 = 4,500 N หากรถคันเดียวกันประสบกับแรงเบรก 6,000 N ความหน่วงของรถจะเป็น = 6,000 / 1,500 = 4 ม./วินาที²

การตีความผลลัพธ์

เครื่องคำนวณนี้ให้ปริมาณที่เชื่อมโยงกันสามค่าจากข้อมูลนำเข้าสี่ช่อง: แรง (F = ma) จากมวลและความเร่ง พลังงานจลน์ (KE = ½mv²) จากมวลและความเร็ว และพลังงานศักย์ (PE = mgh) จากมวลและความสูง อ่านผลแรงเป็นแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุ: ค่าบวกหมายถึงความเร่งในทิศทางที่คุณป้อน ส่วนค่าลบหมายถึงการเคลื่อนที่ที่ต้านกัน ผลพลังงานบอกว่าการเคลื่อนที่นั้นมีค่า 'มากเพียงใด' — พลังงานจลน์เพิ่มตามกำลังสองของความเร็ว ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงความเร็วเพียงเล็กน้อยจึงสำคัญกว่าการเปลี่ยนแปลงมวลตามสัดส่วนมาก ทั้งสามค่าใช้หน่วย SI ดังนั้นแรงจึงมีหน่วยนิวตัน พลังงานมีหน่วยจูล และความเร่งมีหน่วย m/s² (ใช้ 9.81 สำหรับความโน้มถ่วงโลก 1.62 สำหรับดวงจันทร์ 3.71 สำหรับดาวอังคาร และ 24.79 สำหรับดาวพฤหัสบดี เมื่อคุณต้องการน้ำหนักบนดาวดวงอื่น) สำหรับแบบจำลองที่สมจริง โปรดจำว่า F = ma ต้องใช้แรงลัพธ์: ลบแรงเสียดทานและแรงต้านออกจากแรงที่ออกก่อนป้อน

คำถามที่พบบ่อย

วิธีใช้เครื่องคำนวณแรง?

ใส่ข้อมูลในช่องรับข้อมูล ปรับพารามิเตอร์ตามสถานการณ์ของคุณ และดูผลลัพธ์ทันที เครื่องคำนวณทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณ

เครื่องคำนวณแรงฟรีไหม?

ใช่ ฟรีอย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องลงทะเบียน ดาวน์โหลด หรือชำระเงิน Calculora ให้บริการเครื่องมือทั้งหมดฟรี

ข้อมูลของฉันปลอดภัยเมื่อใช้เครื่องคำนวณแรงไหม?

ใช่ การคำนวณทั้งหมดทำในเบราว์เซอร์ของคุณ ไม่มีข้อมูลที่ส่งหรือจัดเก็บบนเซิร์ฟเวอร์

ผลลัพธ์แม่นยำแค่ไหน?

เครื่องคำนวณแรงใช้สูตรคณิตศาสตร์ที่ผ่านการพิสูจน์เพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำ สำหรับการตัดสินใจที่สำคัญแนะนำให้ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้วย

เหตุใดแรงเสียดทานจึงสำคัญเมื่อคำนวณแรง?

กฎข้อที่สองของนิวตันใช้แรงลัพธ์ ซึ่งก็คือผลรวมเวกเตอร์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อวัตถุ ไม่ใช่แค่แรงที่คุณออก หากคุณผลักลังน้ำหนัก 12 kg ด้วยแรง 100 N ในขณะที่แรงเสียดทานดึงกลับด้วย 40 N แรงลัพธ์จะเท่ากับ 60 N ดังนั้นลังจะมีความเร่ง 60/12 = 5 m/s² ไม่ใช่ 8.3 m/s² ที่คุณจะได้หากไม่สนใจแรงเสียดทาน ในการจำลองระบบจริง ให้ลบแรงที่ต้าน เช่น แรงเสียดทาน แรงต้านอากาศ และแรงดึง ออกก่อนเสมอ แล้วจึงหารด้วยมวล เครื่องคำนวณนี้ใช้ F = ma กับค่าที่คุณป้อน ดังนั้นการป้อนแรงลัพธ์จะให้ความเร่งที่ถูกต้อง ขณะที่การป้อนเฉพาะแรงที่ออกจะละเลยการสูญเสีย

คนคนเดียวกันจะมีน้ำหนักเท่าใดบนดวงจันทร์ ดาวอังคาร และดาวพฤหัสบดี?

น้ำหนักคือแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อมวล จึงเปลี่ยนแปลงตามความโน้มถ่วงแม้ว่ามวลจะไม่เปลี่ยนแปลง คนที่หนัก 70 kg จะหนัก 70 × 9.81 = 686.7 N บนโลก แต่หนักเพียง 70 × 1.62 ≈ 113 N บนดวงจันทร์ 70 × 3.71 ≈ 260 N บนดาวอังคาร และ 70 × 24.79 ≈ 1,735 N บนดาวพฤหัสบดี ซึ่งมากกว่าสองเท่าครึ่งของน้ำหนักบนโลก เนื่องจาก 1 นิวตัน คือแรงที่ทำให้มวล 1 kg เร่งด้วย 1 m/s² จึงเป็นผลลัพธ์แบบเดียวกับที่เครื่องคำนวณนี้ให้เมื่อคุณป้อนมวลและความเร่งของความโน้มถ่วง ณ ตำแหน่งนั้น (0 สำหรับมวล 9.81 บนโลก 1.62 บนดวงจันทร์ และอื่นๆ ในช่องความเร่ง)

กฎข้อที่สามของนิวตันคืออะไร และจรวดใช้กฎนี้อย่างไร?

กฎข้อที่สามของนิวตันระบุว่า ทุกแรงกิริยาย่อมมีแรงปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้าม: สำหรับทุกแรงที่วัตถุหนึ่งกระทำต่ออีกวัตถุหนึ่ง วัตถุที่สองจะออกแรงที่มีขนาดเท่ากันในทิศทางตรงข้าม จรวดผลักก๊าซไอเสียลงด้านล่างด้วยแรง และก๊าซก็ผลักจรวดขึ้นด้านบนด้วยแรงเท่ากัน แรงขับนี้มีค่าประมาณ 8 ล้านนิวตัน สำหรับยานปล่อยขนาดใหญ่ ทำให้จรวดมีความเร่งแม้ในสุญญากาศของอวกาศ ในระดับที่เล็กกว่า แรงถีบกลับของปืนไรเฟิลและการเด้งของสายดับเพลิงก็เป็นหลักการเดียวกัน แรงมักมาเป็นคู่เสมอ แต่แรงทั้งสองกระทำต่อวัตถุคนละชิ้น จึงไม่หักล้างกัน

พลังงานจลน์สัมพันธ์กับช่องความเร็วของเครื่องคำนวณแรงอย่างไร?

แรงทำให้ความเร็วเปลี่ยนแปลง และพลังงานจลน์ที่สัมพันธ์กับความเร็วนั้นคือ KE = ½mv² ซึ่งเป็นหนึ่งในสามผลลัพธ์ที่เครื่องคำนวณนี้ให้พร้อมกับแรง เทอมของความเร็วถูกยกกำลังสอง ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมพลังงานจึงแปรตามกำลังสองของความเร็ว: รถยนต์มวล 1,000 kg ที่วิ่งด้วย 30 m/s มีพลังงาน ½ × 1,000 × 30² = 450,000 J แต่ที่ 60 m/s จะมีพลังงานมากถึงสี่เท่า คือ 1,800,000 J ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติรุนแรง: การเพิ่มความเร็วของยานพาหนะเป็นสองเท่าจะทำให้พลังงานที่ต้องสลายในการชนเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่า ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมอุบัติเหตุความเร็วสูงจึงสร้างความเสียหายได้มากกว่ามาก ใช้ช่องมวลและความเร็วเพื่อดูทั้งแรงและพลังงานจลน์พร้อมกัน

พลังงานศักย์หมายถึงอะไร และเครื่องคำนวณใช้เมื่อใด?

พลังงานศักย์โน้มถ่วงคือพลังงานที่วัตถุได้รับจากการถูกยกขึ้นต้านแรงโน้มถ่วง คำนวณได้จาก PE = mgh โดยที่ h คือความสูงเหนือระดับอ้างอิงที่เลือก การยกกล่องมวล 10 kg ขึ้น 2 เมตร จะเก็บพลังงานศักย์ได้ 10 × 9.81 × 2 ≈ 196 J ซึ่งจะถูกแปลงกลับเป็นพลังงานจลน์ทั้งหมดหากกล่องตกลงมาอย่างอิสระถึงระดับอ้างอิงนั้น ระดับอ้างอิงนั้นเลือกได้ตามต้องการ มักเป็นพื้นหรือพื้นดิน และมีเพียงความต่างของความสูงเท่านั้นที่สำคัญ ไม่ใช่ความสูงสัมบูรณ์ เครื่องคำนวณนี้ให้ PE พร้อมกับแรงและพลังงานจลน์ ดังนั้นด้วยมวลเดียวกัน คุณจึงเห็นได้ว่าปริมาณทั้งสามสัมพันธ์กับข้อมูลที่คุณป้อนอย่างไร

ฉันจะแปลงนิวตันเป็นกิโลกรัม-แรงหรือปอนด์-แรงได้อย่างไร?

แรงและมวลเป็นปริมาณที่ต่างกัน แต่ชีวิตประจำวันนำทั้งสองมาปนกันผ่านความโน้มถ่วง หนึ่งกิโลกรัม-แรง (kgf) คือแรงโน้มถ่วงของโลกที่กระทำต่อมวล 1 kg ดังนั้น 1 kgf = 9.81 N พอดี และหนึ่งปอนด์-แรงมีค่าประมาณ 4.448 N แรง 686.7 N จึงเท่ากับ 686.7/9.81 = 70 kgf หรือ 686.7/4.448 ≈ 154 lbf การแปลงเหล่านี้พบได้ตลอดในสเปกของฮาร์ดแวร์: ค่าการตั้งประแจทอร์ก ขีดจำกัดน้ำหนักบรรทุก และความแข็งแรงของวัสดุ มักระบุเป็น N, kgf หรือ lbf ตามภูมิภาค เครื่องคำนวณนี้ให้ผลลัพธ์ในหน่วยนิวตัน ดังนั้นให้หารด้วย 9.81 หรือ 4.448 เพื่อแปลงเป็น kgf หรือ lbf

เหตุใดวัตถุที่ตกลงมาจึงไม่เร่งความเร็วตลอดไป?

ในสุญญากาศ วัตถุที่ตกลงมาจะมีความเร่งเท่ากับ g อย่างไม่สิ้นสุด แต่ในอากาศ แรงต้านจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วจนกระทั่งสมดุลกับน้ำหนักของวัตถุ เมื่อถึงจุดนั้นความเร่งจะหยุด และวัตถุจะตกลงด้วยความเร็วปลาย นักดิ่งพสุธาในท่ากางแขนขาแบบคลาสสิกจะถึงความเร็วปลายประมาณ 55 m/s (ราว 200 km/h) เพราะที่ความเร็วนั้นแรงต้านอากาศหักล้างกับน้ำหนักของเขาได้พอดี จุดสมดุลขึ้นอยู่กับมวล พื้นที่ผิว และตำแหน่งของร่างกาย วัตถุที่หนักกว่าซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดเล็กกว่าจะตกลงเร็วกว่า ซึ่งเป็นเหตุว่าทำไมเหรียญจึงตกลงเร็วกว่าขนนกในอากาศ แต่ไม่ใช่ในสุญญากาศ แรงลัพธ์ใน F = ma เป็นศูนย์ที่ความเร็วปลาย ดังนั้นความเร่งจึงเป็นศูนย์แม้ว่าการเคลื่อนที่จะดำเนินต่อไป

ค้นพบเครื่องมือเพิ่มเติม

คัดสรรใหม่จากคลังเครื่องมือทั้งหมดของเรา