Calculateur de Couple

Physique Générale

Sélectionnez la variable à calculer et entrez les autres valeurs.

Résultat
Couple Calculé

45.00 Nm

33.19 lbf-ft

Exemples Pratiques

Découvrez comment le Calculateur de Couple est utilisé dans des scénarios réels. Chargez un exemple pour voir comment cela fonctionne.

Serrage d'un Écrou de Roue de Voiture

Serrage d'Écrou de Roue de Voiture

Calcul du couple nécessaire pour serrer un écrou de roue sur une roue de voiture.

Type: Couple

Force: 150 N

Distance: 0.3 m

Couple: undefined undefined

Angle: 90°

Enfant sur une Balançoire

Équilibre de Balançoire

Calcul de la force qu'un enfant doit exercer pour équilibrer une balançoire.

Type: Force

Force: undefined undefined

Distance: 1.5 m

Couple: 300 Nm

Angle: 90°

Ouverture d'un Couvercle de Pot Récalcitrant

Ouverture de Couvercle de Pot

Trouver la distance depuis le bord pour appliquer la force quand le couple maximum est connu.

Type: Distance

Force: 50 N

Distance: undefined undefined

Couple: 5 Nm

Angle: 80°

Clé à un Angle

Clé Angulaire

Calcul du couple quand la clé n'est pas perpendiculaire au boulon.

Type: Couple

Force: 100 N

Distance: 0.25 m

Couple: undefined undefined

Angle: 60°

Autres titres
Comprendre le Couple : Un Guide Complet
Plongez profondément dans les principes du couple, son calcul, ses applications et la physique qui le sous-tend.

Qu'est-ce que le Couple ?

  • Définir la Force de Rotation
  • Les Composants Clés : Force, Distance et Angle
  • Unités de Mesure
Le couple, également connu sous le nom de moment de force, est la mesure de la force qui peut faire tourner un objet autour d'un axe. Tout comme une force fait accélérer un objet en cinématique linéaire, le couple fait acquérir à un objet une accélération angulaire. C'est une quantité vectorielle, ce qui signifie qu'elle a à la fois une direction et une magnitude.
La Formule du Couple
La magnitude du couple est définie par la formule τ = r F sin(θ), où τ (tau) est le couple, 'r' est la longueur du bras de levier (la distance de l'axe de rotation au point où la force est appliquée), 'F' est la magnitude de la force appliquée, et θ (thêta) est l'angle entre le vecteur force et le bras de levier. Pour un couple maximum, la force doit être appliquée perpendiculairement (à un angle de 90 degrés) au bras de levier, car sin(90°) = 1.

Analogie Simple

  • Imaginez ouvrir une porte. Vous poussez sur le côté de la porte le plus éloigné des charnières. Pousser près des charnières nécessite beaucoup plus de force pour obtenir le même effet d'ouverture. La distance depuis les charnières (le point de pivot) est votre bras de levier.

Guide Étape par Étape pour Utiliser le Calculateur de Couple

  • Sélectionner le Type de Calcul
  • Entrer les Valeurs d'Entrée et les Unités
  • Interpréter les Résultats
Notre calculateur est conçu pour être flexible, vous permettant de résoudre pour le couple, la force ou la distance. Voici comment l'utiliser efficacement :
1. Choisir ce qu'il faut Calculer
Commencez par utiliser le menu déroulant 'Variable à Calculer' pour sélectionner si vous voulez trouver 'Couple', 'Force' ou 'Distance du Bras de Levier'. Les champs de saisie s'ajusteront en conséquence.
2. Fournir les Valeurs Connues
Remplissez les champs requis. Par exemple, si vous calculez le couple, vous devrez saisir la Force, la Distance du Bras de Levier et l'Angle. Assurez-vous de sélectionner les bonnes unités pour chaque mesure dans les menus déroulants à côté des champs de saisie.
3. Obtenir Votre Résultat
Cliquez sur le bouton 'Calculer'. Le résultat s'affichera instantanément, avec des conversions vers d'autres unités communes pour votre commodité.

Exemple de Calcul

  • Pour trouver le couple d'une force de 150 N appliquée à une distance de 0,3 m à un angle de 90°, vous sélectionneriez 'Couple', entreriez Force=150 N, Distance=0,3 m, Angle=90°, et cliqueriez sur Calculer. Le résultat est 45 N·m.

Applications Réelles du Couple

  • Ingénierie Automobile
  • Construction et Machinerie
  • Vie Quotidienne
Le couple est un concept fondamental en physique et en ingénierie avec d'innombrables applications.
Dans l'Automobile
Les spécifications des moteurs listent souvent une cote de couple (par exemple, 400 N·m @ 2500 RPM), qui indique la puissance de rotation du moteur. C'est aussi critique lors du serrage des boulons et écrous à une valeur de couple spécifique pour assurer un ajustement sécurisé sans endommager les pièces.
Dans les Outils et le Sport
Une simple clé utilise le couple pour tourner un boulon. Un cycliste applique un couple aux pédales pour faire tourner les roues. Même un joueur de baseball qui balance une batte applique un couple pour faire tourner la batte et frapper la balle avec une force maximum.

Le Saviez-vous ?

  • Les moteurs électriques produisent leur couple maximum à bas régime, c'est pourquoi les voitures électriques sont connues pour leur accélération rapide depuis l'arrêt.

Idées Fausses Courantes et Méthodes Correctes

  • Couple vs Travail
  • L'Importance de l'Angle
  • Direction du Couple
Il est facile de confondre le couple avec des concepts physiques similaires.
Le Couple n'est pas le Travail
Bien que le couple et le travail aient les mêmes unités dans le système SI (Newton-mètre), ce sont des concepts différents. Le travail est une force appliquée sur une distance (Force × Distance), résultant en un transfert d'énergie. Le couple est une force appliquée à une distance d'un pivot qui cause une rotation. Aucun mouvement n'est requis pour que le couple existe, mais le mouvement est requis pour que le travail soit effectué.
L'Angle Compte
Une erreur courante est d'ignorer l'angle et de simplement multiplier la force par la distance. La composante de force qui est perpendiculaire au bras de levier est ce qui crée le couple. Si vous poussez ou tirez parallèlement au bras de levier (un angle de 0° ou 180°), vous créez un couple nul.

Point Clé

  • Appliquez toujours la force perpendiculairement à une clé pour un effet maximum. Se pencher dessus à un angle étrange réduit le couple effectif que vous pouvez appliquer.

Dérivation Mathématique et Exemples

  • Le Produit Vectoriel
  • Règle de la Main Droite
  • Problèmes Résolus
Pour une compréhension plus profonde, le couple est formellement défini comme le produit vectoriel du vecteur position (r) et du vecteur force (F) : τ = r × F.
La Règle de la Main Droite
La direction du vecteur couple est déterminée par la règle de la main droite. Si vous courbez les doigts de votre main droite dans la direction de rotation que le couple causerait, votre pouce pointe dans la direction du vecteur couple. Un couple dans le sens inverse des aiguilles d'une montre est typiquement considéré comme positif, et un couple dans le sens des aiguilles d'une montre est négatif.
Problème d'Exemple
Un mécanicien applique une force de 20 lbf à l'extrémité d'une clé de 1,5 ft à un angle de 75 degrés. Quel est le couple appliqué au boulon ?
τ = r F sin(θ)
τ = 1,5 ft 20 lbf sin(75°)
τ ≈ 1,5 20 0,966
τ ≈ 28,98 lbf·ft

Note Finale

  • Comprendre la nature vectorielle du couple est crucial pour résoudre des problèmes complexes dans l'espace 3D, surtout dans des domaines comme la robotique et l'ingénierie aérospatiale.