トルクは仕事（エネルギー）？

トルク[N・m]は簡易的に、半径1mの円周上における回転方向への力　などと説明されていると思いますが、単位は仕事と同じに見えます。

以下、個人的考察ですが

　出力(仕事率)[W=J/s] = 角周波数[rad/s]×トルク[N・m]

の関係から、本来ならトルクの単位は[N・m/rad]と表されるべきで、これの意味するところは
「回転中心から力を与える点までを半径とする円周」　に沿って　「1radだけ対象物を回転させた時の仕事」　ということになります。

つまるところトルクは（力と考えて差し支えないがその正体は）仕事ということでしょうか。
そしてこれは蛇足ですが[N・m]は力に半径を掛けているわけではなく、その半径の円周上における1radに相当する距離(結果的に半径に等しい)を掛けることを意味していると。

質問者からの補足コメント

• 一通り回答を読ませて頂き、質問のタイトルを本文に合わせて
  トルク="1radあたり"の仕事　と正確に書くべきだったと思いました。
  
  また、トルクはモーメントという説明に異論はありませんが、本ケースにおいてはモーメントと1radあたりの仕事は等価なので結局同じ結論になっていると思います。
  
  言葉足らずの文面から質問の意図を読み取ってくださった方をBAと致します。
  皆様ご回答頂きありがとうございました。

    補足日時：2023/08/25 20:23

No.3 ベストアンサー 回答者： mimon01 回答日時： 2023/08/22 21:02

はい、それで合っています。

わざわざ時間の概念を導入する必要は無いんですけれどもね。
radは無次元数ですから単位表記の時に省略されているだけです。

No.8 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/08/25 10:11

>実用上問題ないのであれば単位は[N]の方が良かったのでは、、

>とも思います。

問題大ありです。次元が合わないのは致命的。使い物になりません。

この回答へのお礼

最初に[N]で定義されていたならそれに合わせて式が組み立てられたのではないでしょうか。今現在[N・m]で矛盾が生じていないのと同じように。

お礼日時：2023/08/25 20:24

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/08/23 10:55

有るトルクである角度回した時の仕事は

仕事 = トルク×角度

角度が無次元量なのでトルクと仕事の次元は同じだけど
トルクは回らないと仕事はしないし、もちろん仕事そのものでもない。
あくまで角度当たりの仕事量　J/rad

因みに、相対論でよく使われる幾何学単位系を使うと、
長さも時間も質量も単位は m(メートル) になるけど、
だからと言って
　質量も時間も本質は長さ　
なんて話にはならないです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
角度当たりの仕事量　J/rad
は私が書いたことと同じなので肯定と解釈します。

でも「トルクは回らないと仕事はしない」はトルクは力という主張ですね。
このように捉える人が多いでしょうし、実用上問題ないのであれば単位は[N]の方が良かったのでは、、とも思います。

お礼日時：2023/08/25 00:19

No.6 回答者： han-ka-2 回答日時： 2023/08/23 08:47

単位が同じだから・・・というのは，ちょっと乱暴な考察です。

トルクはモーメントと同じで，力が作用しているとき，その力の作用線までの距離を力に乗じた１次のモーメントの一つです。公園のシーソーを考えてみてください。右側に100kg の大人が座っていて，左側に50kg の子供が座っているけど，シーソーが水平になることがあります。それは，大人が中央の支点から右に例えば 1m のところにすわっていて，子供は左に 2m のところにすわっていれば，支点まわりのモーメントが左と右でつり合うので，シーソーは水平のままつり合うというわけです。ニュートンがみつけたのは，力のつり合いだけじゃなく，モーメントもつり合うということです。テコの原理というのを小学校で習ったと思います。モーメントを使って大きな物体を支える・動かす，あの「力のようで力でないもの」が「モーメント」。バットを水平にして膝に乗せて，両端を両手で下向きに押したときの手がバットに与える作用がモーメント，シーソーと同じ。一方，バットを二人で両端を持って，両側の人も，お互いがバットを時計回りに回転させようとして遊んだりします。太い方を持っている人の方が小さい力でバットを回転させられる。これもテコの原理。これが「トルク」「ねじりモーメント」です。仕事ではありません。

No.5 回答者： chiha2525 回答日時： 2023/08/23 08:23

1rad ≒ 57.3度 ｗ

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2023/08/22 23:04

「トルク」や「力」はベクトル、「仕事、エネルギー」はスカラーです。

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2023/08/22 20:57

仕事は力と距離が平行成分、トルクは直交成分。

No.1 回答者： Mokuzo100nen 回答日時： 2023/08/22 20:53

トルクがかかっても回転しなければ仕事はゼロ。

用語の定義から学び直した方が早いと思うよ。