力偶矩与力矩的区别和联系
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力偶矩与力矩的区别和联系
答案:
一、作用不同:
力矩是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。
力偶是作用于同一刚体上的一对大小相等、方向相反、但不共线的一对平行力。
二、含义不同:
力偶矩为“力偶的力矩”的简称,亦称“力偶的转矩”。
力矩与力偶矩的联系是物体旋转的作用。
扩展:
力矩:
力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。
力和力臂的乘积为力矩。
力矩是矢量。
力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线看长度(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右手螺旋法则来确定。
力对某一轴线力矩的大小,等于力对轴上任一点的力矩在轴线上的投影。
国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米。
常用的单位还有千克力·米等。
力矩能使物体获得角加速度,并可使物体的动量矩发生改变,对同一物体来说力矩愈大,转动状态就愈容易改变。
力矩的计算公式为M=F*L,公式当中M表示的是力F对于转动轴O的力矩,只要是使物体产生逆时针方向转动效果的,称为正力矩,反之则称为负力矩。
力偶距:
由两个大小相等方向相反的平行力所组成的二力称为力偶,记为(F,F,),力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂,记做d。
力偶不能合成为一个力,也不能通过一个力进行平衡,或是用一个力进行等效替换。
力偶可以使物体转动以及改变物体转动的状态。
力偶对物体的转动效果与力矩对物体的转动效果相同,力偶对物体的作用效应可以通过力偶距来进行衡量。
力偶距的计算可以通过力与力偶臂的乘积得到,计算公式为M=F*d。
只要是使物体产生逆时针方向转动效果的,称为正力偶矩,反之则称为负力偶矩。
力矩和力偶距的异同
共同点:
单位统一,符号规定统一。
差异点:
1.力矩随矩心位置不同而变化;力偶矩对物体作用效果与矩心选取无关。
2.力偶矩可以完全描述一个力偶;力对点之矩不能完全描述一个力偶。
但是,在取矩的平衡方程中,两者可以代数加减,以为都考虑的是对刚体的转动效果。
在写矩平衡方程时,我们会选择一个参考正转向(如无明确声明,则默认逆时针为参考正转向)。
参考受力图,如果力对矩心的转动作用与参考正转向一致则在方程中取正号,反之,当力对矩心的转动作用与参考正转向相反,该力的矩在平衡方程中取负号。
对不同的矩心,力矩的正负号可能会变。
力偶处理与上述力矩类似,但是正负号(大小)都不因矩心而变。
1、力矩和力偶矩的相同点:量纲相同并且都以逆时针转向为正。
2、不同点:力矩的大小、正负与力和矩心的相对位置有关。
3、力偶对任一点之矩都等于力偶矩。
4、力矩和力偶矩的解释:力矩是力对物体产生转动作用的物理量。
5、可以分为力对轴的矩和力对点的矩。
6、力偶矩为"力偶的力矩"的简称,亦称"力偶的转矩"。
7、力偶是两个相等的平行力,它们的合力矩等于平行力中的一个力与平行力之间距离(称力偶臂)的乘积,称作"力偶矩",力偶矩与转动轴的位置无关。
8、详细解释如下:力F与d的乘积再加上正好或负号来表示力F使物体绕O点转动的效应,并称为力F对O的矩,简称力矩。
9、力和力偶是组成力系的两个基本元体发生转动,力F与d的乘积来量度力偶对物体的转动效应,并把这一乘积加上正负号成为力偶矩。