Tính mô-men xoắn từ lực, cánh tay đòn và góc bằng τ = rF sinθ. Máy tính vật lý trực tuyến miễn phí cho cơ học quay.
Máy tính mô-men xoắn cho phép bạn tính toán ngay lập tức lực quay được tạo ra khi một lực được tác dụng ở một khoảng cách từ điểm tựa, sử dụng công thức τ = rF sinθ. Nhập lực tác dụng, khoảng cách cánh tay đòn, và góc giữa chúng, và máy tính sẽ trả về mô-men xoắn kết quả — cho phép bạn phân tích cơ học quay cho các bài toán vật lý, kỹ thuật cơ khí, hoặc sử dụng công cụ hàng ngày.
Mô-men xoắn là tương đương quay của lực trong cơ học cổ điển. Cũng giống như lực khiến các vật thể tăng tốc theo đường thẳng, mô-men xoắn khiến các vật thể tăng tốc quay quanh một điểm tựa hoặc trục. Hiểu biết chính là cùng một lực tác dụng xa hơn từ điểm tựa, hoặc ở góc vuông góc hơn, sẽ tạo ra nhiều hiệu ứng quay hơn — đây là lý do tại sao một cờ lê dài giúp nới lỏng một bu lông cứng đầu dễ dàng hơn nhiều so với một cờ lê ngắn, và tại sao đẩy một cánh cửa gần bản lề của nó hầu như không di chuyển nó trong khi đẩy gần tay nắm sẽ mở nó dễ dàng.
Máy tính này hữu ích trong nhiều bối cảnh: học sinh vật lý sử dụng nó để giải các bài toán cơ học quay, kỹ sư cơ khí sử dụng nó để xác định kích thước của các chi tiết gắn kết, bánh răng và trục truyền động, người đam mê ô tô sử dụng nó để hiểu thông số kỹ thuật động cơ, và bất kỳ ai sử dụng công cụ cầm tay đều được hưởng lợi từ việc hiểu tại sao chiều dài cánh tay đòn lại quan trọng đến vậy đối với việc áp dụng lực hiệu quả.
Một thợ máy tác dụng lực 50 N vuông góc với một cờ lê dài 0,3 mét để siết chặt một bu lông. Sử dụng τ = rF sinθ: τ = 0,3 × 50 × sin(90°) = 0,3 × 50 × 1 = 15 N·m. Đây là lực quay đang được tác dụng lên bu lông.
Giá trị mô-men xoắn mà máy tính này tạo ra đại diện cho hiệu ứng quay của lực tác dụng quanh điểm tựa được chỉ định — giá trị càng lớn có nghĩa là xu hướng gây ra chuyển động quay càng mạnh. Khi so sánh kết quả của bạn với bảng tham chiếu, hãy lưu ý mô-men xoắn thay đổi như thế nào từ những nhiệm vụ nhỏ hàng ngày (vài newton-mét cho nắp lọ hoặc tay nắm cửa) đến các lực cơ học đáng kể (hàng chục newton-mét cho cờ lê, hàng trăm đến hàng nghìn cho động cơ) — phản ánh cả độ lớn lực và chiều dài cánh tay đòn liên quan. Nếu mô-men xoắn được tính toán của bạn có vẻ thấp bất ngờ mặc dù có lực đáng kể, hãy kiểm tra lại góc của bạn — một lực được tác dụng gần như song song với cánh tay đòn (gần 0° hoặc 180°) đóng góp rất ít vào hiệu ứng quay ngay cả khi bản thân lực đó lớn.
Nhập lực tác dụng, cánh tay đòn (khoảng cách từ điểm tựa) và góc giữa lực và cánh tay đòn — máy tính sẽ tính mô-men xoắn bằng τ = rF sinθ.
| Tình huống | Mô-men Xoắn |
|---|---|
| Vặn mở nắp lọ cứng đầu | 2 N·m |
| Xoay tay nắm cửa | 5 N·m |
| Siết chặt bu lông bằng cờ lê | 40 N·m |
| Động cơ ô tô con điển hình ở mức đỉnh | 300 N·m |
| Động cơ diesel xe tải hạng nặng ở mức đỉnh | 2.000 N·m |