فهرست مطالب
تبدیل واحد گشتاور با این ابزار، میان نُه یکا انجام میشود: نیوتنمتر، کیلونیوتن‌متر، نیوتن‌سانتی‌متر، کیلوگرمنیرو-متر، کیلوگرمنیرو-سانتی‌متر، پوند-فوت، پوند-اینچ، اونس-اینچ و داین-سانتی‌متر. عدد را بنویسید و یکای مبدأ و مقصد را انتخاب کنید؛ پیش‌فرض، نیوتنمتر به پوند-فوت است و یک نیوتنمتر حدود ۰٫۷۳۸ پوند-فوت نشان داده میشود. اگر عدد مقصد را دارید، آن را در کادر دوم بنویسید. جدول‌های بازشوی پایین صفحه، معادل گشتاور شما را در همهٔ یکاها و جدول معادل‌های پرکاربرد را نشان می‌دهند. ضرایب از تعریف دقیق نیرو و طول به دست آمده‌اند.
راهنمای استفاده از تبدیل گشتاور
- مقدار گشتاور و واحد مبدأ را وارد کنید.
- واحد مقصد را انتخاب کنید.
- معادل در همهٔ واحدها را ببینید.
تبدیل واحد گشتاور؛ نیرو ضرب در فاصله
گشتاور، اثر چرخانندهٔ یک نیرو است. وقتی با آچار پیچی را می‌چرخانید، نیرویی که به دسته وارد می‌کنید، در فاصله‌ای از محور پیچ عمل می‌کند و گشتاور می‌سازد. گشتاور، نیرو ضرب در فاصلهٔ عمودی از محور است. با نیروی ۱۰۰ نیوتنی، تقریبا وزن یک جسم ده‌کیلویی، و آچاری با دستهٔ ۳۰ سانتی‌متری، گشتاور ۳۰ نیوتنمتر ساخته میشود. اگر دسته را دو برابر بلند کنید، با همان نیرو، گشتاور دو برابر میشود؛ این اصل اهرم است.
چون گشتاور از ضرب نیرو در طول ساخته میشود، یکاهایش هم ترکیبی از یکاهای نیرو و طول‌اند: نیوتن ضرب در متر، کیلوگرمنیرو ضرب در متر یا سانتی‌متر، پوند‌نیرو ضرب در فوت یا اینچ. برای تبدیل، هم ضریب نیرو و هم ضریب طول اثر دارند و این ابزار هر دو را با هم حساب می‌کند.
گشتاور موتور خودرو
گشتاور موتور، کنار توان، مشخصه‌ای است که خریداران خودرو زیاد به آن نگاه می‌کنند و نشان می‌دهد موتور با چه نیرویی چرخ‌ها را می‌چرخاند. در کاتالوگهای اروپایی و ایرانی، گشتاور به نیوتنمتر و در کاتالوگهای آمریکایی، به پوند-فوت اعلام میشود. خودروهای سواری کوچک، معمولا ۱۰۰ تا ۲۰۰ نیوتنمتر و خودروهای قوی‌تر و دیزلی، چند صد نیوتنمتر گشتاور دارند. گشتاور ۳۰۰ پوند-فوت، حدود ۴۰۷ نیوتنمتر است.
گشتاور در دورهای مختلف موتور، متفاوت است و کاتالوگ‌ها معمولا بیشینهٔ آن و دوری را که در آن به دست می‌آید، اعلام می‌کنند. موتورهای دیزلی و توربوشارژ، گشتاور زیادی در دورهای پایین دارند که حس کشش قوی هنگام شتاب گرفتن می‌دهد. در کاتالوگهای قدیمیتر، گشتاور گاهی به کیلوگرممتر آمده؛ هر کیلوگرممتر حدود ۹٫۸ نیوتنمتر است.
گشتاور و توان
گشتاور و توان، دو روی یک سکه‌اند. توان، گشتاور ضرب در سرعت چرخش است. برای حساب توان به وات، گشتاور به نیوتنمتر را در دو پی ضرب در دور در دقیقه تقسیم بر ۶۰ ضرب کنید. موتوری با گشتاور ۲۵۰ نیوتنمتر در ۴۰۰۰ دور در دقیقه، حدود ۱۰۵ کیلووات، یعنی حدود ۱۴۰ اسب بخار، توان دارد. در یکاهای آمریکایی، رابطهٔ ساده‌تری هست: اسب بخار برابر پوند-فوت ضرب در دور در دقیقه تقسیم بر ۵۲۵۲. برای همین، منحنی‌های گشتاور و توان به اسب بخار و پوند-فوت، در ۵۲۵۲ دور همدیگر را قطع می‌کنند.
این رابطه توضیح می‌دهد چرا گیربکس لازم است. موتور در دورهای بالا توان زیادی دارد اما گشتاورش محدود است؛ گیربکس با دنده‌های سنگین، دور را کم و گشتاور را زیاد می‌کند تا خودرو از حالت ایستاده حرکت کند. توان موتور را با تبدیل توان میان کیلووات و اسب بخار جابه‌جا کنید.
آچار ترک و گشتاور سفت کردن پیچ
بسیاری از پیچ‌ها و مهره‌ها، باید با گشتاور مشخصی سفت شوند؛ نه کمتر که شل شوند و نه بیشتر که بشکنند یا رزوه را خراب کنند. آچار ترک، ابزاری است که گشتاور را اندازه می‌گیرد و وقتی به مقدار تنظیم‌شده رسید، با صدا یا لغزش خبر می‌دهد. گشتاور مهرهٔ چرخ خودرو، پیچ‌های سرسیلندر و پیچ‌های دوچرخه، در دفترچهٔ فنی هر وسیله آمده است و معمولا به نیوتنمتر و گاهی به پوند-فوت یا کیلوگرممتر. اگر آچار ترک شما یکای دیگری دارد، با این ابزار تبدیل کنید.
| یکای دفترچه | مقدار | معادل نیوتنمتر |
|---|---|---|
| پوند-فوت | ۸۰ | حدود ۱۰۸ |
| پوند-فوت | ۱۰۰ | حدود ۱۳۶ |
| کیلوگرممتر | ۱۰ | حدود ۹۸ |
| کیلوگرممتر | ۱۲ | حدود ۱۱۸ |
| پوند-اینچ | ۵۰ | حدود ۵٫۶ |
پیچ‌های کوچک، مثل پیچ‌های دوچرخه و قطعه‌های الکترونیکی، گشتاورهای بسیار کمتری می‌خواهند که اغلب به نیوتنمتر یا پوند-اینچ است. اشتباه میان پوند-فوت و پوند-اینچ، گشتاور را ۱۲ برابر تغییر می‌دهد و میتواند پیچ را بشکند.
سروو موتور و ربات‌ها
سازندگان ربات و پهپاد و مدل‌های رادیوکنترلی، با سروو موتورها کار می‌کنند که گشتاورشان معمولا به کیلوگرم‌سانتی‌متر اعلام میشود. سروو ۱۰ کیلوگرم‌سانتی‌متری، یعنی میتواند وزنه‌ای ۱۰ کیلوگرمی را در فاصلهٔ یک سانتی‌متری از محور نگه دارد، یا وزنه‌ای یک کیلوگرمی را در فاصلهٔ ۱۰ سانتی‌متری. این گشتاور، حدود ۰٫۹۸ نیوتنمتر است. برای انتخاب سروو، گشتاور لازم را از وزن بازو و بار و طول بازو حساب کنید و حاشیهٔ امنی در نظر بگیرید. برخی سازندگان، گشتاور را به اونس-اینچ هم می‌دهند.
دریل و پیچ‌گوشتی برقی
گشتاور دریل‌ها و پیچ‌گوشتی‌های شارژی، به نیوتنمتر اعلام میشود و نشان می‌دهد ابزار برای چه کارهایی مناسب است. پیچ‌گوشتی‌های سبک خانگی، چند نیوتنمتر و دریل‌های قوی، چند ده نیوتنمتر گشتاور دارند. بیشتر این ابزارها، تنظیم کلاچ دارند که گشتاور بیشینه را محدود می‌کند تا پیچ بیش از حد سفت نشود. برای پیچ کردن در چوب نرم، گشتاور کم و برای سوراخ کردن فلز یا پیچ‌های بزرگ، گشتاور زیاد لازم است.
گشتاور و انرژی؛ یکای یکسان، مفهوم متفاوت
نیوتنمتر، از نظر ابعادی، با ژول، یکای انرژی، برابر است؛ هر دو نیوتن ضرب در متر هستند. اما گشتاور و انرژی، مفهوم‌های متفاوتی‌اند. در کار، نیرو در راستای جابه‌جایی است و در گشتاور، نیرو عمود بر بازو. برای جلوگیری از اشتباه، قرارداد این است که گشتاور را نیوتنمتر و انرژی را ژول بنویسند. در یکاهای انگلیسی هم، معمولا گشتاور را پوند-فوت و کار را فوت-پوند مینویسند، هرچند همه این قرارداد را رعایت نمی‌کنند. برای انرژی، تبدیل انرژی را ببینید.
اهرم در زندگی روزمره
اصل گشتاور، در بسیاری از ابزارهای روزمره به کار رفته است. دستگیرهٔ در، هرچه از لولا دورتر باشد، باز کردن در آسان‌تر است. آچار بلندتر، پیچ سفت را راحت‌تر باز می‌کند. قیچی‌های باغبانی با دسته‌های بلند، شاخه‌های ضخیم را می‌برند. الاکلنگ هم با گشتاور کار می‌کند: کودکی سبک‌تر که دورتر از محور می‌نشیند، میتواند بزرگسالی سنگین‌تر را که نزدیک‌تر نشسته، بلند کند. در همهٔ این‌ها، گشتاور، نیرو ضرب در فاصله، تعیین‌کننده است.
گشتاور در درس فیزیک
در درس فیزیک، گشتاور در مبحث تعادل اجسام و حرکت دورانی معرفی میشود. برای اینکه جسمی در تعادل باشد، مجموع گشتاورهای ساعتگرد باید با مجموع گشتاورهای پادساعتگرد برابر باشد. در مسئله‌ها، نیرو به نیوتن و فاصله به متر باید باشد تا گشتاور به نیوتنمتر به دست آید. اگر فاصله به سانتی‌متر داده شده، آن را بر صد تقسیم کنید. برای تبدیل نیرو، تبدیل نیرو را ببینید.
گشتاور در دوچرخه
دوچرخه‌سواری هم پر از گشتاور است. وقتی پا بر پدال فشار می‌آورید، نیرو در فاصلهٔ طول قامه از محور، گشتاور می‌سازد. قامه‌های رایج، حدود ۱۷ سانتی‌متر طول دارند؛ پس فشار ۳۰۰ نیوتنی پا، گشتاوری حدود ۵۱ نیوتنمتر می‌سازد. دنده‌ها، این گشتاور را به چرخ عقب منتقل و تبدیل می‌کنند؛ دندهٔ سبک، گشتاور بیشتری به چرخ می‌دهد و برای سربالایی مناسب است. پیچ‌های قطعه‌های دوچرخه، به‌ویژه بدنه‌ها و قطعه‌های کربنی، گشتاورهای سفت کردن بسیار مشخص و کمی دارند که روی خود قطعه یا در دفترچه نوشته شده‌اند؛ سفت کردن بیش از حد، ممکن است قطعه را بشکند.
گشتاور در موتورهای برقی
موتورهای برقی، برخلاف موتورهای بنزینی، از دور صفر گشتاور زیادی دارند. برای همین، خودروهای برقی از حالت ایستاده، شتاب بسیار خوبی دارند. در کاتالوگ موتورهای صنعتی، گشتاور نامی، گشتاوری است که موتور میتواند به طور پیوسته بدهد، و گشتاور راه‌اندازی، گشتاوری است که در لحظهٔ روشن شدن دارد. برای انتخاب موتور، گشتاور لازم بار را حساب کنید و موتوری با گشتاور نامی بیشتر از آن انتخاب کنید.
گشتاور در سازه‌ها
در مهندسی سازه، گشتاور خمشی تعیین می‌کند یک تیر چقدر خم میشود و کجا ممکن است بشکند. تیری که از یک سر به دیوار بسته شده و باری در سر دیگرش آویزان است، بیشترین گشتاور را در محل اتصال به دیوار دارد. گشتاورهای سازه‌ای معمولا بزرگ‌اند و به کیلونیوتن‌متر یا تن‌متر بیان می‌شوند. هر تن‌نیرو-متر، حدود ۹٫۸ کیلونیوتن‌متر است.
ترفندهای حساب ذهنی گشتاور
چند تقریب ساده، تبدیل‌های رایج گشتاور را آسان می‌کند. نیوتنمتر به پوند-فوت: ضرب در ۰٫۷۴، یا سه‌چهارم. پوند-فوت به نیوتنمتر: ضرب در ۱٫۳۶، یا یک و یک‌سوم. کیلوگرممتر به نیوتنمتر: ضرب در ۱۰ و کم کردن دو درصد. کیلوگرم‌سانتی‌متر به نیوتنمتر: تقسیم بر ۱۰. پوند-اینچ به پوند-فوت: تقسیم بر ۱۲. برای گشتاور سفت کردن پیچ، همیشه عدد دقیق ابزار را به کار ببرید.
نمونهٔ کامل؛ سفت کردن مهرهٔ چرخ
فرض کنید دفترچهٔ خودرویی وارداتی، گشتاور مهرهٔ چرخ را ۸۰ پوند-فوت نوشته و آچار ترک شما به نیوتنمتر مدرج است. با این ابزار، ۸۰ پوند-فوت را به نیوتنمتر تبدیل کنید: حدود ۱۰۸. آچار را روی ۱۰۸ تنظیم کنید و مهره‌ها را به ترتیب ضربدری، یعنی یکی در میان و نه دور تا دور، سفت کنید تا رینگ یکنواخت بنشیند. سفت کردن با آچار معمولی و حدس، معمولا یا مهره را شل می‌گذارد یا بیش از حد سفت می‌کند که باز کردن بعدی را دشوار می‌کند و ممکن است پیچ را کش بیاورد. پس از چند ده کیلومتر رانندگی، گشتاور مهره‌ها را دوباره بررسی کنید.
اگر آچار ترک ندارید، می‌توانید گشتاور را تقریبی بسازید: با آچاری که طول دسته‌اش را می‌دانید، نیروی لازم را حساب کنید. برای ۱۰۸ نیوتنمتر با دستهٔ ۴۰ سانتی‌متری، نیرویی حدود ۲۷۰ نیوتن، یعنی تقریبا وزن ۲۷ کیلوگرم، در انتهای دسته لازم است. این روش دقیق نیست، اما از حدس زدن بهتر است.
گشتاور در لوازم خانگی
بسیاری از لوازم خانگی، موتورهایی دارند که گشتاورشان برای کار مهم است؛ مثل همزن، چرخ گوشت و ماشین لباسشویی. همزن‌های برقی دستی، گشتاور کمی دارند و برای خمیرهای سفت مناسب نیستند؛ همزن‌های کاسه‌دار قوی‌تر، گشتاور بیشتری دارند. سازندگان معمولا توان را به وات اعلام می‌کنند، نه گشتاور را؛ اما برای کارهای سنگین، گشتاور مهم‌تر است. اگر مشخصات گشتاور در دسترس بود، با این ابزار آن را به یکای آشنا برگردانید.
گشتاور در بدن انسان
مفصل‌های بدن هم اهرم‌اند و عضله‌ها با گشتاور کار می‌کنند. وقتی وزنه‌ای را در دست نگه می‌دارید و آرنج را خم کرده‌اید، گشتاور وزنه حول آرنج، وزن ضرب در فاصلهٔ دست تا آرنج است. عضلهٔ جلوی بازو، در فاصلهٔ بسیار کوتاه‌تری از آرنج وصل شده؛ پس برای تعادل، نیرویی چند برابر وزنه می‌سازد. برای همین، نگه داشتن چیزی با دست کشیده، بسیار سخت‌تر از نگه داشتن آن نزدیک بدن است. فیزیوتراپیست‌ها و مربیان، از همین اصل برای طراحی تمرین‌ها استفاده می‌کنند.
گشتاور و شیر و درپوش
گشتاور لازم برای باز کردن درپوش‌ها و شیرها، به قطر آن‌ها هم بستگی دارد. درپوش پهن‌تر، با نیروی یکسان دست، گشتاور بیشتری می‌گیرد و آسان‌تر باز میشود. ابزارهای کمکی باز کردن درپوش، با افزایش فاصله یا اصطکاک، همین کار را می‌کنند. در صنعت، گشتاور لازم برای باز و بسته کردن شیرهای بزرگ، در طراحی عملگرهای آن‌ها حساب میشود و معمولا به نیوتنمتر یا پوند-فوت است.
کپی نتیجه و نوشتن گشتاور
جملهٔ نتیجهٔ ابزار، مثل ۱ نیوتنمتر برابر حدود ۰٫۷۳۸ پوند-فوت، با دکمهٔ کپی آمادهٔ چسباندن است. در نوشتن گشتاور، یکا را کامل و دقیق بنویسید؛ به‌ویژه تفاوت پوند-فوت و پوند-اینچ و کیلوگرممتر و کیلوگرم‌سانتی‌متر را. در دستورالعمل‌های تعمیر، یک یکای نادرست میتواند قطعه‌ای را خراب کند.
اونس-اینچ و داین-سانتی‌متر
دو یکای کوچک هم در این ابزار هستند. اونس-اینچ، گشتاوری بسیار کوچک، حدود ۰٫۰۰۷ نیوتنمتر است و در مشخصات موتورهای کوچک، سرووهای مدل و ابزارهای ظریف آمریکایی دیده میشود. داین-سانتی‌متر، یکای دستگاه سانتی‌متر-گرم-ثانیه، یک ده‌میلیونیم نیوتنمتر است و بیشتر در متن‌های قدیمی فیزیک آمده. اگر مشخصات یک قطعهٔ کوچک را با این یکاها خواندید، با ابزار به نیوتنمتر یا کیلوگرم‌سانتی‌متر برگردانید تا با قطعه‌های دیگر قابل مقایسه شود. این کار به‌ویژه هنگام جایگزین کردن یک موتور کوچک با مدلی از سازندهٔ دیگر، که مشخصاتش را با یکای دیگری داده، بسیار کمک می‌کند و از خرید اشتباه جلوگیری می‌کند.
اشتباه‌های رایج
اشتباه اول، یکی گرفتن پوند-فوت و پوند-اینچ، که ۱۲ برابر فرق دارند. اشتباه دوم، یکی گرفتن گشتاور و توان در مقایسهٔ موتورها. اشتباه سوم، فراموش کردن ضرب در شتاب گرانش هنگام تبدیل کیلوگرممتر به نیوتنمتر. اشتباه چهارم، سفت کردن پیچ بدون آچار ترک، با حدس. اشتباه پنجم، اندازه‌گیری فاصله از نقطهٔ نادرست؛ فاصله باید از محور چرخش تا جایی باشد که نیرو وارد میشود و نیرو عمود بر بازو.
ابزارهای مرتبط
ابزار همه‌کارهٔ تبدیل واحد همهٔ کمیت‌ها را یک‌جا دارد و برای فهرست کامل مبدل‌ها، ابزارهای تبدیل واحد را ببینید.
آخرین بازبینی محتوا: · تیم تحریریه ابزار جیبی