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什么是力矩(力矩是什么……怎么理解)

时间:2022-10-03 02:58:30 来源:网络整理 转载:www.zuwb.cn承德文章热点特价****目录网
什么是力矩(力矩是什么……怎么理解)

力使物体转动的效果,不仅跟力的大小有关,还跟力和转动轴的距离有关.力越大,力跟转动轴的距离越大,力使物体转动的作用就越大.从转动轴到力的作用线的距离,叫做力臂.力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩.

力矩(torque):力(F)和力臂(L)的乘积(M).即:M=F·L.其中L是从转动轴到力的矢量,F是矢量力.

力矩的量纲是距离×力;与能量的量纲相同.但是力矩通常用牛顿-米,而不是用焦耳作为单位.力矩的单位由力和力臂的单位决定.

力对物体产生转动作用的物理量.可分为力对轴的矩和力对点的矩.力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量.它是代数量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按右手螺旋定则确定:以右手四指沿分力方向,且掌心面向转轴而握拳,大拇指方向与该轴正向一致时取正号,反之则取负号.力对点的矩是力对物体产生绕某一点转动作用的物理量.它是矢量,等于力作用点位置矢r和力矢F的矢量积.例如,用球铰链固定于O点的物体受力F作用,以r表示自O点至F作用点A的位置矢,r和F的夹角为a(见图).物体在F作用下,绕垂直于r与F组成的平面并通过O点的轴转动.转动作用的大小和转轴的方向取决于F对O点的矩矢M,M=r×F;M的大小为rFsina,方向由右手定则确定.力矩M在过矩心O的直角坐标轴上的投影为Mx、My、Mz.可以证明Mx、My、Mz就是F对x,y,z轴的矩.力矩的量纲为L2MT-2,其SI单位为N·m.

物理学中的力矩起源于阿基米德对杠杆的研究.简单一点说,力矩是一个旋转力.力矩等于作用在杠杆上的力乘以支点到力的距离.例如,3牛顿的力作用在离支点2米的杠杆上的力矩等于1牛顿的力作用在离支点6米的力矩,这里假设力与杠杆垂直.

补充

力矩(torque):力(F)和力臂(L)的乘积(M).即:M=F·L.力矩是描述物体转动效果的物理量,物体转动状态发生变化.才肯定受力矩的作用.

当物体绕固定轴转动时,力矩只有两种可能的方向,所以可用正负号来表示.一般规定:使物体沿逆时针方向转动的力矩为正;使物体沿顺时针方向转动的力矩为负.因此作用于有固定轴的转动物体上的几个力矩的合力矩就等于它们的代数和.这个代数和将决定物体是处于平衡状态,还是非平衡状态.

在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米(newton-metre),注意不能写成焦耳.焦耳是能量单位,力矩和能量是两个不同的概念.

在计算力矩问题时,要注意力臂是在垂直转动轴的平面内,从转动轴到力的作用线的垂直距离.

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