如题所述
力矩计算公式是M=r×F。
力矩的概念:
力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。即力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线的长度(即力臂)乘以力的大小,其方向则垂直于垂线和力所构成的平面用力矩的右手螺旋法则来确定。
性质:
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。当力的大小为零或力臂为零时,则力矩为零。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。
应用:
在生活中用扳手拧紧螺母时,作用于扳手上的力F使扳手绕O点转动,手上用的力F越大,螺帽拧得越紧。这说明,使扳手绕支点O的转动效应不仅与力F的大小成正比,而且与支点O到作用线的垂直距离r(称力臂)也成正比。
相关概念:
1、刚体的力矩
若作用在刚体上的外力在垂直于转轴的平面内,如图4(a)所示,则外力F对该转轴的力矩M为M=r×F。M的大小为M= Frsinθ=Fd;M的方向垂直于r与F构成的平面,可用右手螺旋定则确定,在定轴转动中,力矩M的方向是沿着转轴的。
如果几个外力同时作用在一个绕定轴转动的刚体上,且这几个外力都在与转轴垂直的平面内,则它们的合外力矩等于这几个外力矩的代数和。
2、定轴转动的转动定律
刚体定轴转动时的运动状态的改变取决于施加于刚体上的合外力矩M。正如质点所受合力是产生加速度a的原因一样,M是产生角加速度a的原因。
在外力矩给定情况下,刚体的转动惯量大,则所获得的角加速度小,即角速度改变得慢,也就是保持原有转动状态的惯性大;反之,刚体的转动惯量小,则所获得的角加速度大,即角速度改变得快,也就是保持原有转动状态的惯性小。