ニュートンメートル(N·m)— トルクと力のモーメントのSI単位
ニュートンメートル(N·m)は、トルクおよび力のモーメントのSI組立単位である。ジュールと次元は同じだが概念は異なり、力学、エンジン、工学測定で用いられる。
ニュートンメートルは、N·mと表記される(N mと空白を入れる表記や、newton-metreのようにハイフンを用いる表記もある)。力のモーメントまたはトルクに対する国際単位系(SI)の組立単位である。平易にいえば、支点からある距離の位置に力が作用したときに生じる回転させる効果を表す量である。この量はしばしばモーメントと呼ばれ、回転に関する文脈では、より具体的にトルクと呼ばれる。
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1 画像定義と次元形式
1ニュートンメートルは、1ニュートンの力が1メートルのレバーアームに垂直に加えられたときに生じるモーメントとして定義される。ベクトル表記ではトルクは τ = r × F であり、SI単位はメートル・ニュートン、一般にN·mと表記される。次元は kg·m²·s⁻² と等しく、これはジュールと同じ基本単位の組合せである。
ニュートンメートルとジュールは同じ次元を共有するが、表す物理的概念は異なる。ジュールはエネルギーまたはなされた仕事を表すのに対し、ニュートンメートルは回転させようとする傾向を表す。明確さを保つため、エネルギーは通常ジュールで、トルクはニュートンメートルで表される。
用途と例
ニュートンメートルは、回転力が重要となる工学および物理学のさまざまな分野で使用される。代表例には次のものがある。
- 自動車エンジンのトルク定格。クランクシャフトが生み出すねじりの強さを示す。
- レンチと締結具。指定トルクにより、損傷を防ぎつつ適切な締付けを確保する。
- 電動機とギアボックス。トルクが負荷容量および加速性能を左右する。
実用的な計算は簡単である。支点から0.2 mの位置に5 Nの力を加えると、1 N·m(5 × 0.2)のトルクが生じる。トルクレンチや動力計などの計測機器は、N·m、またはN·mに換算できる別の単位で値を直接示す。
表記上の慣例として、SIでは記号をつなげて書くよりも、N·mのような乗算点または空白を用いることが推奨される。一部の産業や古い文献ではポンドフィート(lb·ft)などのヤード・ポンド法単位も見られるが、国際的な場面ではニュートンメートルへの換算が一般的である。エネルギーと次元的に等しいため、概念上の混同を避けるには、エネルギーを表すためにN·mを用いないことが望ましい。
関連項目
著者
AlegsaOnline.com ニュートンメートル(N·m)— トルクと力のモーメントのSI単位 Leandro Alegsa
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