物理學(xué)中扭矩的定義
扭矩(也稱為力矩或力矩)是力引起或改變身體旋轉(zhuǎn)運動的趨勢。它是物體上的扭曲或轉(zhuǎn)動力。扭矩是通過乘以力和距離來計算的。它是一個矢量數(shù)量,意味著它既有方向又有大小。物體慣性矩的角速度正在變化,或兩者兼而有之。
扭矩單位
用于扭矩的國際測量單位(SI單位)是牛頓米或N*m。盡管牛頓米等于焦耳,但由于扭矩為39;t功或能量,因此所有測量值都應(yīng)以牛頓米。扭矩由希臘字母tau表示:計算中τ。當(dāng)它被稱為力矩時,它由M表示。在帝國單位中,您可能會看到磅力英尺足浴健康知識(lb?ft),可能縮寫為磅英尺,其中"力"隱含。
扭矩如何工作
扭矩的大小取決于施加多少力,將軸連接到施加力的點的杠桿臂的長度以及力矢量和杠桿臂之間的角度。
距離是力矩臂,通常由r表示。它是指向力作用的旋轉(zhuǎn)軸的矢量。為了產(chǎn)生更多的扭矩,需要從樞軸點進一步施加力或施加更多的力。正如阿基米德所說,如果有一個足夠長的杠桿站立的地方,他可以移動世界。如果您在鉸鏈附近的門上推,則需要使用更多的力來打開它,而不是將其推到離鉸鏈兩英尺遠(yuǎn)的門旋鈕上。
如果力矢量θ=0°或180°,則力不會在軸上引起任何旋轉(zhuǎn)。它要么是遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸,因為它是在同一方向上,要么是朝向旋轉(zhuǎn)軸。torqu的價值e對于這兩種情況是零。
產(chǎn)生扭矩的最有效的力矢量是θ=90°或-90°,它們垂直于位置矢量。它會盡**努力增加旋轉(zhuǎn)。
扭矩的右手規(guī)則
使用扭矩的棘手部分是使用矢量積計算。扭矩是在它產(chǎn)生的角速度的方向上,因此角速度的變化是在扭矩的方向上。用右手將手的手指向由力引起的旋轉(zhuǎn)方向卷曲,拇指將指向扭矩矢量的方向。
凈扭矩
在現(xiàn)實世界中,您經(jīng)常看到不止一個力作用在物體上以引起扭矩。凈扭矩是各個扭矩的總和。在旋轉(zhuǎn)平衡中,物體上沒有凈扭矩??赡苡袉为毜呐ぞ?,但它們加起來為零并相互抵消。
來源并進一步閱讀
- Giancoli,Douglas C."物理學(xué):應(yīng)用原理,"第7版波士頓:Pearson,2016。
- Walker,Jearl,David Halliday和Robert Resnick。"物理學(xué)基礎(chǔ)與34;倫敦第10版:John Wiley and Sons,2014。