什麼是張力計算器?
張力(Tension)是指當繩索、纜線、細繩或鏈條兩端受到反向拉力而繃緊時,沿著它傳遞的拉力。這個計算器能算出單一重物被繩索懸吊或拉升時所承受的張力(單位為牛頓),並可一併考慮垂直方向的加速度。它使用通用的牛頓運動方程式 T = m(g + a),因此放諸四海皆準,不涉及任何特定國家的規則。
使用方法
請輸入三個數值:被支撐的質量(公斤)、系統的垂直加速度(公尺/秒²,向上為正、向下為負),以及當地的重力加速度 g(地球預設為 9.81 公尺/秒²)。計算器會回傳繩索的張力,並同時列出重物的靜態重量以供對照。
公式詳解
根據牛頓第二運動定律,懸吊重物所受的淨向上合力等於質量乘以加速度:T - mg = ma。移項整理後即得
T = m(g + a)
當重物靜止或以等速運動時(a = 0),張力就等於重量,即 T = mg。若重物向上加速,張力會大於重量;若向下加速,張力則小於重量。
實例演算
一個 10 公斤的木箱以 2 公尺/秒² 向上提升,g = 9.81 公尺/秒²。
張力 = 10 × (9.81 + 2) = 10 × 11.81 = 118.1 N
它的靜態重量為 10 × 9.81 = 98.1 N,因此向上加速使張力多增加了 20 N。
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。
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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)
如果重物只是靜止懸吊呢?
將加速度設為 0,此時張力即等於重量 \(mg\)。
下降中的電梯該如何計算?
使用負的加速度。例如 \(a = -2\) 公尺/秒² 會使張力小於重量。
g 該用什麼數值?
地球表面的標準值為 9.81 公尺/秒²。月球請用 1.62,火星請用 3.71。