Calculateur de couple

Calculez le moment de rotation à partir de la force, de la longueur du bras et de l'angle entre leurs directions.

Force et bras de levier
Applique τ = F × r × sin(θ), avec la force en newtons et la distance en mètres.

À propos du couple

Le couple décrit l'effet de rotation d'une force autour d'un pivot ou d'un axe. Une force importante peut produire peu de couple si elle agit près du pivot ou dans la direction du bras. À l'inverse, la même force produit davantage de rotation lorsqu'elle est appliquée plus loin de l'axe et plus perpendiculairement au bras. L'unité SI est le newton mètre, noté N·m, et le symbole vectoriel est souvent la lettre grecque tau. La formule de la norme est τ = Fr sin(θ). F est la force en newtons, r la distance entre l'axe et le point d'application, et θ l'angle entre le vecteur position et la direction de la force. Seule la composante perpendiculaire au bras contribue à la rotation. À 90 degrés, le sinus vaut un et le couple atteint Fr. À zéro ou 180 degrés, la ligne d'action passe par l'axe et le couple est nul. Le bras de levier peut aussi désigner la plus courte distance perpendiculaire entre l'axe et la ligne d'action de la force. Si cette distance est déjà connue, multipliez-la directement par la force et utilisez un angle de 90 degrés dans ce calculateur. N'appliquez pas une seconde correction par le sinus à un bras déjà perpendiculaire. La distance saisie ici est la distance radiale jusqu'au point d'application ; l'angle détermine donc sa composante perpendiculaire effective. Le couple possède un sens autant qu'une intensité. Dans les problèmes plans, le sens antihoraire est souvent positif et le sens horaire négatif, mais un cours ou une norme peut choisir une autre convention. Ce calculateur conserve le signe de la force saisie et de la fonction sinus, permettant des calculs orientés avec des valeurs ou angles signés. Pour plusieurs forces, calculez chaque couple avec une convention cohérente, puis additionnez-les pour obtenir le couple résultant. Le couple intervient dans les clés, charnières, arbres, moteurs, pédales, appuis structurels et la dynamique de rotation. L'équilibre statique exige une force résultante et un couple résultant nuls. En dynamique, pour un solide autour d'un axe fixe, le couple résultant égale le moment d'inertie multiplié par l'accélération angulaire. Ne confondez pas couple et énergie : tous deux peuvent s'exprimer dimensionnellement avec des newtons et des mètres, mais le couple est un moment de rotation de nature vectorielle, tandis que le travail est l'intégrale de la force le long d'un déplacement. Le calculateur fournit un résultat idéal clair pour les exercices de mécanique, la conception préliminaire et la vérification de calculs manuels.

Exemples de calcul de couple

L'angle compris détermine la part de chaque force qui agit perpendiculairement au bras.

Force, bras, angleCoupleInterprétation
50 N, 0.4 m, 90°20 N·mToute la force est perpendiculaire au bras.
100 N, 0.5 m, 30°25 N·mSeule la moitié de la force contribue, car sin(30°) = 0.5.
80 N, 0.25 m, 0°0 N·mUne force dirigée le long du bras ne produit aucune rotation.

Comment calculer le couple

  1. Saisissez la force appliquée en newtons, avec un signe si le sens importe.
  2. Mesurez et saisissez la distance entre l'axe de rotation et le point d'application.
  3. Saisissez le plus petit angle entre la direction du bras et celle de la force.
  4. Sélectionnez Calculer le couple et interprétez le résultat selon votre convention de signe de rotation.

Questions sur le couple

Quelle est la formule du couple ?

Sa norme vaut τ = Fr sin(θ). Il s'exprime aussi par le produit vectoriel de la position et de la force : τ = r × F.

Pourquoi une clé plus longue crée-t-elle plus de couple ?

Elle augmente la distance entre le boulon et le point d'application de la force. Le couple étant proportionnel au bras, une même force perpendiculaire produit davantage de rotation.

Un newton mètre est-il identique à un joule ?

Leurs dimensions de base sont identiques, mais ils représentent des grandeurs différentes. Les joules mesurent une énergie scalaire ; ici, les newtons mètres mesurent un moment de rotation.

Quel angle faut-il saisir ?

L'angle entre le bras radial partant du pivot et le vecteur force. Une force perpendiculaire correspond à 90 degrés, une force dirigée le long du bras à zéro degré.

Comment obtenir le couple résultant ?

Calculez le couple de chaque force autour du même axe avec une convention horaire ou antihoraire cohérente. Additionnez les couples avec leur signe.