Конвертер кутової швидкості (об/хв → рад/с)
Перетворюйте кутову швидкість між об/хв (RPM), рад/с, °/с, рад/хв та іншими одиницями. Введіть значення в будь-якій одиниці й одразу отримайте еквівалент в усіх інших поширених одиницях кутової швидкості.
Перетворення одиниць кутової швидкості
Формула кутової швидкості
Де:
- \(\omega\) — кутова швидкість у радіанах за секунду (рад/с)
- \(N\) — частота обертання в обертах за хвилину (об/хв, RPM)
- \(2\pi\) — кількість радіан в одному повному оберті (повне коло складає \(360° = 2\pi \approx 6.2832\) радіан)
- \(60\) — кількість секунд в одній хвилині
Формула перетворює об/хв у рад/с: кількість обертів за хвилину множиться на кількість радіан в кожному оберті та ділиться на кількість секунд у хвилині. Рад/с — це одиниця СІ для кутової швидкості, саме тому всі інші одиниці в цьому конвертері спочатку переводяться в рад/с, а потім — у цільову одиницю.
Зворотне перетворення таке ж просте:
\[ N_{\text{об/хв}} = \omega_{\text{рад/с}} \times \frac{60}{2\pi} \]
Інші корисні співвідношення:
- \(1\ \text{об/хв} = 0.104720\ \text{рад/с}\)
- \(1\ \text{рад/с} = 9.549297\ \text{об/хв}\)
- \(1\ \text{°/с} = 0.0174533\ \text{рад/с}\)
- \(1\ \text{об/хв} = 6\ \text{°/с}\)
Кутова швидкість — приклад розрахунку
Приклад: електродвигун обертається зі швидкістю 1750 об/хв — типовою швидкістю, вказаною на шильдику. Яка його кутова швидкість у рад/с?
\[ \omega = 1750 \times \frac{2\pi}{60} = 1750 \times 0.10472 \approx 183.259571\ \text{рад/с} \]
Результат: 1750 об/хв ≈ 183,26 рад/с.
Та сама швидкість в інших поширених одиницях:
- 29,1667 об/с (Гц)
- 10 995,57 рад/хв
- 10 500 °/с
- 630 000 °/хв
Як користуватися калькулятором
- Введіть кутову швидкість \(\omega\) у поле Кутова швидкість (ω) — наприклад, типове значення за замовчуванням 1750, звичайна швидкість двигуна.
- Виберіть одиницю цього значення зі спадного списку Одиниця: об/хв (обертів за хвилину), рад/с, °/с або рад/хв.
- Зчитайте результат у таблиці Перетворені кутові швидкості, яка показує ту саму кутову швидкість в усіх інших поширених одиницях, зокрема рад/год, об/с (Гц), °/с, °/хв та °/год.
Що таке кутова швидкість?
Кутова швидкість описує, наскільки швидко об'єкт обертається навколо осі. Якщо лінійна швидкість вимірюється у відстані за одиницю часу (м/с, миль/год), то кутова швидкість вимірюється в куті за одиницю часу — найчастіше в радіанах за секунду (рад/с, одиниця СІ) або в обертах за хвилину (об/хв, RPM) — одиниці, яку зазвичай зазначають на шильдиках двигунів, у технічних паспортах верстатів і на характеристиках вентиляторів.
Один повний оберт дорівнює \(2\pi\) радіан, а хвилина містить 60 секунд. У цьому й полягає вся суть перетворення: 1 об/хв означає, що об'єкт «проходить» \(2\pi\) радіан за 60 секунд, тобто приблизно 0,10472 рад/с. І навпаки, 1 рад/с відповідає приблизно 9,55 об/хв — число, яке варто запам'ятати, коли ви переходите між інженерними документами, де змішано ці дві конвенції.
Кутова швидкість трапляється всюди, де щось обертається: вали, колеса, турбіни, жорсткі диски, центрифуги та супутники на орбіті. Вона безпосередньо пов'язана з лінійною швидкістю на ободі через \(v = \omega r\), де \(r\) — радіус, і з частотою через \(f = \omega / 2\pi\) (тобто рад/с, поділені на \(2\pi\), дають оберти за секунду, тобто герці). Якщо ви також працюєте з потужністю обертання, поєднання кутової швидкості з крутним моментом через \(P = \tau\omega\) дає механічну потужність у ватах — дивіться наш Конвертер крутного моменту для другої половини цього розрахунку.
Як інтерпретувати результат
Калькулятор спочатку переводить ваше значення в рад/с, а потім виражає його в кожній іншій одиниці, щоб ви могли з одного погляду порівняти різні конвенції. Зверніть увагу: об/с (Гц) та об/хв відрізняються лише множником 60 — вони вимірюють те саме, але в різних масштабах часу. Аналогічно, °/с та рад/с відрізняються на \(180/\pi \approx 57.2958\), оскільки один радіан — це приблизно 57,3 градуса.
Великі значення в °/хв або °/год можуть виглядати несподівано: той самий двигун на 1750 об/хв робить 630 000 градусів за хвилину. Це не помилка — градуси просто значно менша одиниця, ніж оберти. Для більшості фізичних та інженерних формул залишайтеся в рад/с; радіани — це «природна» одиниця, у якій формули на кшталт \(v = \omega r\) працюють без додаткових поправних коефіцієнтів.
Поради, припущення та обмеження
- Калькулятор приймає лише невід'ємні значення. Якщо потрібно вказати напрямок обертання, залиште тут величину, а напрямок (за годинниковою стрілкою чи проти неї) зазначте окремо; кутова швидкість як вектор має знак, але перетворення одиниць стосується лише величини.
- Результати округлюються до 6 знаків після коми. Для дуже великих вхідних даних (десятки тисяч об/хв і більше) останні цифри в °/год можуть втратити видиму точність — якщо це важливо, зберігайте більше значущих цифр у власних розрахунках.
- Перетворення передбачає постійну кутову швидкість. Реальні двигуни під змінним навантаженням прискорюються та сповільнюються; якщо вам потрібна середня кутова швидкість, перетворюйте середні об/хв, а не миттєві піки.
- Остерігайтеся зовні схожої одиниці рад/хв: вона в 60 разів менша за рад/с і не тотожна об/хв (1 об/хв ≈ 6,2832 рад/хв).
- Якщо ваші дані про обертання зрештою перетворюються на швидкість поверхні або різання, поєднуйте цей інструмент з нашим Конвертером швидкості для лінійної частини або з Конвертером частоти, коли працюєте з циклами за секунду.
Часті запитання
Як перетворити об/хв у рад/с вручну, без калькулятора?
Помножте значення в об/хв на 2π і поділіть на 60. Швидкий спосіб у думці: помножте об/хв на 0,1047 (це 2π/60, округлене). Наприклад, 3000 об/хв × 0,1047 ≈ 314,16 рад/с. У зворотний бік помножте рад/с на 9,5493, щоб отримати об/хв. Обидві скорочення точні в межах 0,01% — цілком достатньо для повсякденної інженерної роботи.
Чому під час перетворення об/хв у рад/с ми ділимо на 60?
Бо ці одиниці по-різному вимірюють час. Один оберт дорівнює 2π радіан, але об/хв рахує оберти за хвилину, а рад/с — радіани за секунду. Число 60 перетворює хвилини в секунди. Типова помилка — помножити лише на 2π і забути про 60: тоді ви отримаєте рад/хв, що в 60 разів завелике значення.
Чи рад/с — це те саме, що герц (Гц)?
Ні, вони відрізняються множником 2π. Рад/с вимірює кутову швидкість, а герц — частоту (цикли за секунду). Перетворюйте за формулою \( f = \omega / 2\pi \), тобто 1 рад/с ≈ 0,159 Гц. Лише для дуже малих кутів ці величини майже збігаються. Об/хв пов'язана з обома: \( 1\ \text{об/хв} = 1/60\ \text{Гц} \approx 0.10472\ \text{рад/с} \).
Яка типова кутова швидкість поширених машин?
Асинхронний двигун на 1750 об/хв (типова швидкість під навантаженням) — це приблизно 183 рад/с; двигун на 3600 об/хв — приблизно 377 рад/с. Автомобільний двигун на 2500 об/хв працює близько 262 рад/с. Жорсткий диск на 7200 об/хв обертається приблизно на 754 рад/с, а стельовий вентилятор на 200 об/хв — лише ~21 рад/с. Повсякденні машини охоплюють величезний діапазон, тому єдиного «нормального» значення не існує.
Чи може кутова швидкість бути від'ємною і як враховувати напрямок обертання?
Так — як векторна величина кутова швидкість має знак, що вказує напрямок (за домовленістю проти годинникової стрілки — додатний). Цей конвертер працює лише з величинами, тож вводьте абсолютне значення, а напрямок відстежуйте окремо. Напрямок має значення у фізичних формулах з крутним моментом або моментом імпульсу, але на перетворення одиниць він не впливає.
Як перетворити об/хв у градуси за секунду?
Один оберт — це 360°, а одна хвилина — 60 секунд, тому помножте об/хв на 6, щоб отримати °/с: 60 від оберта і 60 від хвилини охайно скорочуються. Наприклад, 1750 об/хв = 10 500 °/с. Щоб перетворити °/с у рад/с, помножте на \(\pi/180 \approx 0.01745\), оскільки один градус — це саме така частина радіана.
Я бачу «рад/хв» у технічному паспорті — це просто інший запис об/хв?
Ні, і плутати їх — серйозна помилка. Рад/хв — це радіани за хвилину: 1 рад/с = 60 рад/хв, тобто 1 рад/хв ≈ 0,01667 рад/с. Тим часом 1 об/хв ≈ 6,2832 рад/хв, оскільки кожен оберт «проходить» 2π радіан. Ці дві одиниці відрізняються приблизно в 6,28 раза, тож завжди уважно перевіряйте позначення в паспорті.