Máy tính mô-men xoắn Newton-mét là gì?
Mô-men xoắn là "lực" dưới dạng chuyển động quay — nó đo tác dụng làm quay khi một lực được đặt cách điểm tựa (trục quay) một khoảng nhất định. Công cụ này tính mô-men xoắn theo đơn vị newton-mét (Nm) dựa trên lực tác dụng tính bằng newton (N) và chiều dài cánh tay đòn tính bằng mét (m). Đây là một công cụ vật lý và kỹ thuật phổ biến, dùng để siết bu-lông, chọn công suất động cơ, cân bằng đòn bẩy và phân tích các bộ phận máy móc quay.
Cách sử dụng
Nhập lực theo newton và khoảng cách vuông góc (cánh tay đòn) theo mét, kết quả mô-men xoắn sẽ hiện ra ngay. Ví dụ, khi bạn tác dụng một lực 100 N lên một chiếc cờ-lê dài 0,5 m, mô-men xoắn tạo ra là 50 Nm. Nếu lực của bạn đang được tính bằng kilôgam-lực (kgf), hãy nhân với 9,81 để quy đổi sang newton trước. Lưu ý: khoảng cách phải được đo vuông góc với phương của lực thì kết quả mới chính xác.
Giải thích công thức
Công thức là $$\tau = F \times d$$ trong đó \(\tau\) là mô-men xoắn tính bằng newton-mét, \(F\) là lực tính bằng newton, và \(d\) là khoảng cách từ trục quay tính bằng mét. Vì một newton-mét chính là một newton tác dụng tại điểm cách trục quay một mét, nên các đơn vị kết hợp trực tiếp với nhau. Lực càng lớn hoặc cánh tay đòn càng dài thì mô-men xoắn càng cao — đó là lý do vì sao cờ-lê có tay cầm dài giúp tháo những con bu-lông cứng đầu dễ dàng hơn.
Ví dụ minh họa
Một thợ máy tác dụng lực 250 N ở đầu một chiếc cờ-lê dài 0,4 m. Mô-men xoắn = $$250 \times 0{,}4 = 100 \ \text{Nm}$$ Để đạt được mục tiêu 150 Nm với cùng chiếc cờ-lê này, lực cần thiết sẽ là \(150 \div 0{,}4 = 375 \ \text{N}\).
Câu hỏi thường gặp
Newton-mét có giống với jun (joule) không? Về mặt con số thì giống (\(1 \ \text{Nm} = 1 \ \text{J}\)), nhưng mô-men xoắn và năng lượng là hai đại lượng vật lý khác nhau, nên mô-men xoắn luôn được ghi là Nm chứ không phải jun.
Nếu lực không vuông góc thì sao? Hãy dùng thành phần lực vuông góc, hoặc áp dụng công thức \(\tau = F \times d \times \sin(\theta)\), trong đó \(\theta\) là góc giữa phương của lực và cánh tay đòn.
Làm thế nào để quy đổi Nm sang foot-pound? Nhân số newton-mét với 0,7376 để ra foot-pound (lb·ft).
