ForHosting KIT · 開発者向けツール

輪軸の機械的倍率計算ツール

この計算ツールは、小さい軸に固定された車輪が生む理想的な力の増幅率を求めます。車輪半径と軸半径を同じ長さの単位で入力すると、前者を後者で割ります。結果は無次元です。力学の授業、実験、初期設計の確認に利用できます。ただし、摩擦、変形、滑りなどの実機損失を含まない理想モデルです。

● Beta無料・ブラウザ内で実行

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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

輪軸の機械的倍率が決まる仕組み

輪軸は、同じ回転軸に固定された2つの円形部分で構成され、常に同じ角度だけ回転します。車輪の外周に接線方向の力を加えると、入力トルクはその力と車輪半径の積になります。小さい半径を持つ軸は、その表面で出力力を伝えます。理想的な静止平衡では、入力側と出力側のトルクが等しくなります。したがって、入力力×車輪半径＝出力力×軸半径であり、理想的な機械的倍率は車輪半径÷軸半径です。車輪半径が30、軸半径が5なら倍率は6です。理想上は1単位の入力力で6単位の負荷と釣り合います。ただしエネルギーを生み出すわけではなく、同じ回転中に車輪外周は軸表面の6倍の距離を移動します。本計算は車輪を入力、軸を出力とします。役割を逆にすると、力ではなく速度と移動距離の利点が得られます。

半径を同じ単位で入力し、結果を読み取ります

wheel_radius と axle_radius には、0より大きい有限の数値を指定してください。比を計算するため、両方に同じ単位を使います。30センチメートルと5センチメートルでも、12インチと2インチでも結果は6です。換算せずに異なる単位を混在させないでください。入力する値は共通軸から接触点までの半径であり、直径ではありません。直径しか分からない場合は、両方を直径として入力できます。共通の係数2が約分されるためです。ただし半径と直径を混ぜないでください。mechanical_advantage は無次元です。1より大きければ理想的な力の増幅、1なら増幅なし、1未満なら力を速度と距離に交換する構成を示します。0または負の半径は幾何学的に成立せず、比も未定義または誤解を招くため拒否されます。API の正常な計算は1項目当たり $0.002 です。

理想比は基準値であり、許容荷重ではありません

計算値は幾何学だけに基づく理想的な基準です。実際の機械では、軸受やブッシュの摩擦、ロープの曲げや伸び、接触面の滑り、部品の変形などにより、実際の機械的倍率は通常これより小さくなります。車輪外周より内側に取り付けたハンドルも有効入力半径を縮めます。演習問題、寸法案の比較、理論上限、教育実験の確認にご利用ください。ウインチ、ハンドル、ドライバー、キャプスタンなどの安全荷重や定格トルクを示す値として使用してはいけません。実設計では、材料強度、軸トルク、締結部、軸受、疲労、制動、安定性、効率、使用率、安全率を別途検討する必要があります。実験では、測定した出力力を入力力で割って実倍率を求め、この理想比と比較すると効率を推定できます。透明で決定論的な半径比の計算に限定するため、これらの追加要因は意図的に除外しています。

活用例

物理問題の答えを確認します

2つの半径から理想倍率を求め、手計算のモーメント釣り合いと比較します。

初期寸法案を比較します

詳細設計の前に、車輪または軸の半径変更が倍率へ与える影響を確認します。

力学実験を準備します

測定力と比較するための摩擦なしの基準値を用意します。

よくある質問

どの式を使用しますか？

車輪を入力、軸を出力とする場合、理想的な倍率は車輪半径を軸半径で割った値です。

半径の単位は指定されていますか？

いいえ。任意の長さ単位を使えますが、両方で同じ単位をご使用ください。結果は無次元です。

半径の代わりに直径を入力できますか？

はい。両方が直径なら共通の係数2が約分され、比は変わりません。

実際の倍率が通常小さくなるのはなぜですか？

実機では摩擦、滑り、変形など、理想モデルに含まれない要因で有効な力が失われるためです。

API 計算の料金はいくらですか？

正常なリクエストは1項目当たり $0.002 です。同じ決定論的計算をブラウザーでは無料で利用できます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/eng/wheel-axle-ma

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/wheel-axle-ma \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"wheel_radius":30,"axle_radius":5}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/wheel-axle-ma", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "wheel_radius": 30,
    "axle_radius": 5
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/wheel-axle-ma",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "wheel_radius": 30,
    "axle_radius": 5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/wheel-axle-ma", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"wheel_radius":30,"axle_radius":5}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"wheel_radius":30,"axle_radius":5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/wheel-axle-ma", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "wheel_radius": 30,
  "axle_radius": 5
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.wheel_axle_ma",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →