トルクは仕事（エネルギー）？

Question

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。

mimon01 · Accepted Answer

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。

tknakamuri · Answer

>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。

tknakamuri · Answer

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。

han-ka-2 · Answer

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。

chiha2525 · Answer

1rad ≒ 57.3度 ｗ

yhr2 · Answer

「トルク」や「力」はベクトル、「仕事、エネルギー」はスカラーです。

endlessriver · Answer

仕事は力と距離が平行成分、トルクは直交成分。

Mokuzo100nen · Answer

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。

トルクは仕事（エネルギー）？

はい、それで合っています。

>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、、

有るトルクである角度回した時の仕事は

単位が同じだから・・・というのは，ちょっと乱暴な考察です。

1rad ≒ 57.3度 ｗ

「トルク」や「力」はベクトル、「仕事、エネルギー」はスカラーです。

仕事は力と距離が平行成分、トルクは直交成分。

トルクがかかっても回転しなければ仕事はゼロ。

似たような質問が見つかりました

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

関連するカテゴリからQ&Aを探す

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

1rad ≒ 57.3度ｗ