力偶矩
力偶矩简称为“力偶的力矩”,亦称“力偶的转矩”力偶是两个相等的平行力,它们的合力等于其中一个平行力与平行力之间的距离(称力偶臂)的乘积,称作“力偶矩”力偶矩与旋转轴的位置无关。
基本介绍 编辑本段
力偶矩的单位与常用的扭矩相同“牛×米(千克×米方/秒方)表示;力偶矩是一个矢量,它的方向和组成力偶的两个力的方向之间的关系遵循右手螺旋定律。对于有定轴的物体,物体在力偶的作用下会绕定轴旋转;没有固定轴的物体,在力偶的作用下,会绕过质心的轴转动。
工作特性 编辑本段
1.力偶作用面上任意一点的合力为零;所以不会改变物体的平移状态,只会改变物体的旋转状态。
2.通常情况下,情侣只能靠武力情侣来平衡;但是在定轴旋转时,可以使用圆周力(即力矩)来平衡。
3.保持力偶力矩的大小和方向不变,改变力偶中力的大小和力偶臂的长度,不会改变其对刚体的作用。
4.空间力偶矩是每个力偶矩的矢量和;等于每个力偶矩平面力偶矩代数。
力偶力矩是由作用在不同作用线上的两个力产生的两个力大小相等,方向相反,力偶力矩会产生纯转动效应。
力偶矩是一个自由矢量,所以无论作用在物体的什么地方,效果都是一样的。
计算方法 编辑本段
计算两个力偶产生的力矩,可以取任意一点的力矩和,但为了消除一个力的力矩,往往取力作用在直线上的一点上。
在三维系统中,力偶矩常采用矢量法计算, M=r F,其中 r 是一个力中任意点到另一个力中任意点的位置矢量。
力偶矩的合成可以从力偶系中的矢量和得到。
相关应用 编辑本段
力偶是机械工程中一个非常有用的概念。这里有几个例子:
用手拧螺丝刀的时候,螺丝刀会有一对的感觉。
当用螺丝刀拧螺丝时,螺丝会有力偶的感觉。
在水中旋转的螺旋桨会感受到水阻力造成的力偶。
在均匀电场中,电偶极会感受到电场的力偶。
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