① 力矩是什么,有什么意义
力矩:力(F)和力臂(L)的叉乘(M)。物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离。
即:M=L×F。其中L是从转动轴到着力点的矢量, F是矢量力;力矩也是矢量。
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(X轴/Y轴),且掌心面向转轴(X轴/Y轴)而握拳,大拇指方向(Z轴)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r×F×sina ,方向由右手定则确定 。
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。一般地,力矩可以用矢量叉积(注意:不是矢量点乘)定义:
其中r是从转动轴到力的矢量, F是矢量力。
② 力矩是什么意思
力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。力矩的单位是牛顿-米。力矩希腊字母是 tau。力矩的概念,起源于阿基米德对杠杆的研究。转动力矩又称为转矩或扭矩。力矩能够使物体改变其旋转运动。推挤或拖拉涉及到作用力 ,而扭转则涉及到力矩。力矩等于径向矢量与作用力的叉积。
(2)杠杆中的力矩是什么扩展阅读
1.力F对点O的矩,不仅决定于力的大小,同时与矩心的位置有关。矩心的位置不同,力矩随之不同;
2.当力的大小为零或力臂为零时,则力矩为零;
3.力沿其作用线移动时,因为力的大小、方向和力臂均没有改变,所以,力矩不变。
4.相互平衡的两个力对同一点的矩的代数和等于零。
单位变换
力矩的量纲是距离乘以力;依照国际单位制,力矩的单位是牛顿-米。虽然牛顿与米的次序,在数学上,是可以变换的。BIPM (国际重量测量局) 设定这次序应是牛顿-米,而不是米-牛顿。
国际单位制
依照国际单位制,能量与功量的单位是焦耳,定义为 1 牛顿-米。但是,焦耳不是力矩的单位。因为,能量是力点积距离的标量;而力矩是距离叉积力的伪矢量。当然,量纲相同并不仅是巧合;使 1 牛顿-米的力矩,作用一全转,需要恰巧 2*Pi 焦耳的能量。
争议
事实上,力矩与能量的关系是能量和一个对数矢量2π[lnK]的乘积,即t=2πQ[lnK],[lnk]的方向垂直于作用平面。因此用焦耳做单位也不是错误的。做圆周运动时,K=e,因此使 1 牛顿-米的力矩,作用一全转,需要恰巧 2*Pi 焦耳的能量。
③ 杠杆原理与力矩的关系是什么
杠杆平衡属于力矩的平衡。
④ 力矩和力臂区别是什么
一、定义不同
力矩 (moment of force) 力对物体产生转动作用的物理量。可以分为力对轴的矩和力对点的矩。即:M=LxF。其中L是从转动轴到着力点的距离矢量, F是矢量力,力矩也是矢量。
力臂力的作用线到转动轴的垂直距离。与动力对应的力臂叫动力臂,与阻力对应的力臂叫阻力臂。
二、性质不同
力矩的性质
1、力F对点O的矩,不仅决定于力的大小,同时与矩心的位置有关。矩心的位置不同,力矩随之不同;
2、当力的大小为零或力臂为零时,则力矩为零;
3、力沿其作用线移动时,因为力的大小、方向和力臂均没有改变,所以,力矩不变。
4、相互平衡的两个力对同一点的矩的代数和等于零。
力臂的性质
1、力臂是支点到力的作用线的距离,力臂的数学模型就是点到直线的距离。其中“点”为杠杆的支点;“线”是力的作用线,即通过力的作用点沿力的方向所画的直线。需要引起注意的是:千万不能把力臂理解为“支点到力的作用点的长度”。
2、作用在同一个点上的几个力,若它们的方向不同,那么力臂一般不同。
3、若力的作用线通过支点,那么这个力的力臂就一定为零。
三、应用不同
力矩的应用
力矩的应用是电动机。所谓的力矩电动机是一种扁平型多极永磁直流电动机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。
力臂的应用
自行车从结构上来说是简单机械的组合,驱动时应用力学平衡原理,所以能行走。
1、车把手在转动时是一个省力杠杆,当动力臂大于阻力臂时可以省力。
2、刹车闸在使用时是一个杠杆,当动力臂大于阻力臂时可以省力。
3、脚踏板与大飞轮,小飞轮与后轮组成轮轴装置,当动力作用在轮上可以省力,作用在轴就费力。
钢丝钳是利用省力的杠杆原理制成的。
1、剪口,用力相同时,剪口面积小,可以增大压强剪断铁丝。
2、整把钳是省力杠杆,可以省力。
3、胶把,表面凹凸花纹,可以增大有益摩擦。
4、胶把是绝缘塑胶,可以防止发生触电事故。
参考资料来源:网络-力矩
参考资料来源:网络-力臂
⑤ “力臂”和“力矩”是什么人的胳膊是什么杠杆为什么
力臂 定义:从给定点到力作用线的最短距离。
力矩 定义1:从给定点到力作用线任内意点的向径和力本身的容矢积。
定义2:力对物体产生转动效应的量度,即力对一轴线或对一点的矩。
人的胳膊是费力杠杆。
费力杠杆并非真正“费力”,而是节省动力移动的距离。这样在移动很小的情况下,可以使另一段的距离移动很多,从而达到预期的目的。也就是说:虽然费力,但是动力移动距离比阻力移动距离小,省了距离。
⑥ 力矩怎么算公式是什么
力矩 (moment of force) 力对物体产生转动作用的物理量。可以分为力对轴的矩和力对点的矩。专即:M=LxF。其属中L是从转动轴到着力点的距离矢量,F是矢量力;力矩也是矢量。
力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分量和此分力作用线到该轴垂直距离的乘积。力对点的矩是力对物体产生绕某—点转动作用的物理量,等于力作用点位置矢和力矢的矢量积。
(6)杠杆中的力矩是什么扩展阅读:
力矩性质:
1、力F对点O的矩,不仅决定于力的大小,同时与矩心的位置有关。矩心的位置不同,力矩随之不同;
2、当力的大小为零或力臂为零时,则力矩为零;
3、力沿其作用线移动时,因为力的大小、方向和力臂均没有改变,所以,力矩不变。
4、相互平衡的两个力对同一点的矩的代数和等于零。
当一个物体在静态平衡时,静作用力是零,对任何一点的净力矩也是零。力矩是角动量随时间的导数,就像力是动量随时间的导数。刚体的角动量是转动惯量乘以角速度。
⑦ 什么是力矩
在物理学里,力矩可以被想象为一个旋转力或角力,导致出旋转运动的改变。这个力定义为线型力乘以径长。 依照国际单位制,力矩的单位是牛顿-米。而依照英制单位,测量的单位则为英尺-镑。力矩希腊字母是 tau。
历史
力矩又称为转矩。力矩的概念,起源于阿基米德对杠杆的研究。
定义
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。
⑧ 请问,力矩和杠杆有什么关系
力矩平衡是多个杠杆原理的综合运用,通常杠杆原理指刚体的力矩平衡,且平衡位置通常在物体上,而力矩平衡支点可以选取任意点,也就是说力矩平衡更广泛。
⑨ 什么是力矩
1.力对点之矩力对物体的外效应除移动效应外还有转动效应。移动效应可由力矢来度量