토크 계산기란
토크 계산기는 힘과 회전 중심까지의 거리로 토크(회전력)를 계산하고, N·m와 kgf·m 등 단위를 환산하는 도구입니다. 볼트 체결이나 모터 사양 확인에 사용합니다.
계산 기준
토크 T = 힘 F × 거리 r(단위: N·m)
1kgf·m ≈ 9.807N·m
변수 정의
| 변수 | 의미 | 단위 |
|---|---|---|
| T | 토크(회전력) | N·m |
| F | 가해진 힘 | N |
| r | 회전 중심까지 거리 | m |
계산 가정
힘이 회전축에 수직으로 작용한다고 가정합니다. 힘의 방향이 축과 각도를 이루면 실제 토크는 T=F×r×sinθ로 줄어들어, 렌치를 비스듬히 돌리면 같은 힘으로도 토크가 약해지는 이유가 여기에 있습니다.
실제 설계 사례
길이 0.3m 렌치에 200N의 힘을 수직으로 가하면?
- T = 200 × 0.3 = 60N·m
- kgf·m 환산: 60÷9.807 ≈ 6.1kgf·m
토크와 마력은 뭐가 다른가요
토크는 얼마나 강하게 돌리는가, 마력(출력)은 그 힘으로 얼마나 빨리 일하는가입니다.
출력 = 토크 × 회전수
토크는 가속·견인과, 마력은 최고 속도와 관계가 깊습니다. 전기모터는 0rpm에서 최대 토크가 나와 전기차가 정지 상태에서 튀어나가는 이유입니다.
알아두면 좋은 이야기
- 문 손잡이가 경첩 반대쪽에 달린 이유가 토크입니다. 거리가 멀수록 같은 힘으로 더 큰 회전력이 생깁니다.
- 렌치가 길수록 볼트가 잘 풀리지만, 너무 세게 조이면 볼트가 늘어나 파손되므로 부위별 규정 토크가 정해져 있습니다.
- 볼트를 조이는 목적은 부재를 눌러 붙이는 축력을 만드는 것이라, 나사산에 기름이 묻으면 같은 토크로도 축력이 훨씬 커집니다.
- N·m와 J(줄)은 단위 구성이 같지만 다른 물리량입니다. 토크는 회전을 만드는 힘, 줄은 에너지입니다.
- 1마력(HP)은 제임스 와트가 정한 값으로, 말 한 마리가 지속적으로 낼 수 있는 일의 양에서 나왔습니다.
자주 묻는 질문
Q. kgf·m를 N·m로 어떻게 바꾸나요?
9.807을 곱합니다. 10kgf·m는 약 98.1N·m입니다.
Q. 토크가 높으면 무조건 빠른가요?
아닙니다. 토크는 가속과 견인력에, 출력(마력)은 최고 속도에 더 큰 영향을 줍니다.
Q. 볼트를 규정 토크보다 세게 조이면요?
볼트가 소성 변형되거나 파단될 수 있고, 나사산이 손상되어 오히려 결합력이 떨어집니다.