什麼是 RPM 轉角速度?
旋轉速度通常以每分鐘轉數(RPM)來表示,但大多數物理與工程公式所需的是以弧度每秒(rad/s)為單位的角速度(ω)。這個計算機可以把任意 RPM 數值換算成角速度,同時提供等值的度每秒與赫茲(Hz)頻率。它是一款通用的物理工具,適用於馬達、輪子、渦輪機、風扇,以及任何旋轉系統。
使用方法
輸入以 RPM 為單位的旋轉速度,然後按下計算。結果會顯示以 rad/s 為單位的角速度、以度每秒為單位的旋轉速率,以及以赫茲(每秒轉數)為單位的旋轉頻率。
公式說明
一整圈等於 2π 弧度,而一分鐘等於 60 秒。因此,要把 RPM 換算成 rad/s,只要乘以 2π 再除以 60:
$$\omega = \frac{\text{RPM} \times 2\pi}{60}$$
等同於 \(\omega = \frac{\text{RPM} \times \pi}{30}\)。赫茲頻率就是 \(\text{RPM} \div 60\),而度每秒則是 \(\text{RPM} \times 360 \div 60\)。
實例演算
假設一台馬達以 3000 RPM 旋轉,則 $$\omega = \frac{3000 \times 2\pi}{60} = \frac{3000 \times 6.2832}{60} \approx 314.16 \text{ rad/s}$$ 頻率為 \(3000 \div 60 = 50 \text{ Hz}\),旋轉速率則為 \(3000 \times 6 = 18{,}000\) 度每秒。
常見問題
為什麼要除以 60?RPM 是以「每分鐘」為基準,而角速度是以「每秒」為基準,因此要把分鐘換算成秒,就得除以 60。
Hz 和 rad/s 有什麼不同?赫茲計算的是每秒完成的圈數,而 rad/s 衡量的是每秒掃過的角度。兩者相差一個 2π 的倍數。
如何反向換算?\(\text{RPM} = \frac{\omega \times 60}{2\pi}\),所以把 rad/s 乘以約 9.5493 就能得到 RPM。