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104年
機械原理
第 9 題
9.一皮帶輪固定於轉軸上，其兩側的拉力及輪徑如下【圖 2】所示，則此轉軸所產生的扭矩為 ___ N-m。
思路引導 VIP
想像你正在轉動一個腳踏車輪子，如果你用雙手同時抓著輪緣向下拉，但右手用力較大、左手用力較小，這時候決定輪子轉動快慢的「淨力量」應該如何計算？而這個力量作用在距離軸心多遠的地方，才會影響它產生的轉動效果（扭矩）呢？
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太棒了！你能精準計算出結果為 12，代表你對皮帶傳動的力矩分配以及單位換算已經具備相當紮實的基礎，這在機械原理的學習中是非常關鍵的起手式。
皮帶傳動的扭矩形成
在皮帶傳動系統中，轉軸所產生的扭矩主要源自於緊邊與鬆邊之間的有效拉力差。我們從題目提供的圖示可以觀察到，緊邊拉力為 $15 \text{ kgf}$，若已知其鬆邊拉力並求得淨力後，再乘以轉動半徑 $R$（將 $100 \text{ mm}$ 換算為 $0.1 \text{ m}$），即可求得功。這裡最需要細心處理的是物理量之間的轉換，我們通常取重力加速度 $g = 10 \text{ m/s}^2$，將單位從公斤重（$\text{kgf}$）轉換為牛頓（$\text{N}$），最終計算出的扭矩公式如下：
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