什麼是轉動動能?
轉動動能是物體因繞著某一軸旋轉而具有的能量。就像移動中的物體擁有平移動能(½mv²)一樣,旋轉中的物體也會儲存能量,而這份能量取決於質量在軸周圍的分布方式(即轉動慣量 I)以及旋轉的快慢(即角速度 ω)。本計算器適用於任何旋轉物體,例如飛輪、車輪、齒輪、行星與渦輪機等。
計算公式
轉動動能的公式如下:
KE = ((1) ÷ (2)) · I · \omega^2
其中 KE 的單位為焦耳(J),I 為轉動慣量,單位是公斤・平方公尺(kg·m^2),ω 則是角速度,單位為弧度/秒(rad/s)。要特別注意的是,能量與角速度的平方成正比,因此轉速增加一倍,儲存的能量就會變成四倍。
如何使用本計算器
只要輸入物體的轉動慣量與角速度,即可得到轉動動能。如果你的轉速是以每分鐘轉數(RPM)表示,請先換算:\omega (rad/s) = RPM × 2π ÷ 60。
計算範例
假設一個飛輪的轉動慣量 I = 2\ kg·m^2,以 \omega = 10\ rad/s 的角速度旋轉。則
KE = ((1) ÷ (2)) × 2 × 10^2 = ((1) ÷ (2)) × 2 × 100 = 100\ J
也就是說,這個飛輪儲存了 100 J 的轉動動能。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
應該使用什麼單位?
建議使用國際單位制(SI):轉動慣量用 \(\text{kg}\cdot\text{m}^2\)、角速度用 rad/s,這樣算出的能量單位才會是焦耳。
如何把 RPM 換算成 rad/s?
將 RPM 乘以 2π,再除以 60。舉例來說,\(60\ \text{RPM} = 60 \times 6.2832 \div 60 \approx 6.28\ \text{rad/s}\)。
為什麼能量會與 ω 的平方成正比?
無論是直線運動還是轉動,動能都與速度的平方成正比,因此即使轉速只增加一點點,儲存的能量也會大幅提升。