力矩是什么 有关定义和公式


力矩(torque):位矢(L)和力(F)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=FxL。其中L是从着力点到转动轴的矢量,

F是矢量力;力矩也是矢量。

1、描述物理概念不同。力矩是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向;转矩是指在力作用下物体产生一定程度的扭转变形。扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。

2、计算方法不同。力矩等于径向矢量与作用力的叉积;转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积;扭矩等于力和力臂的乘积。

3、相关性。力矩包括转矩和扭矩,它们是力矩的一种特殊形式。

扩展资料

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。

转矩类型

转矩可分为静态转矩和动态转矩。

静态转矩是指不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩,包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。

静止转矩的值为常数,传动轴不旋转;

恒定转矩的值为常数,但传动轴以匀速旋转,如电机稳定工作时的转矩;

缓变转矩的值随时间缓慢变化,但在短时间内可认为转矩值是不变的;

微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。

动态转矩是指随时间变化很大的转矩,包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的;过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程;随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。

最大扭矩

最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围,随着转速的提高,扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿·米(N·m)或公斤·米(kg·m)。

发动机的最大扭矩与发动机的进气系统、供油系统和点火系统的设计有关,在某一转速下,这些系统的性能匹配达到最佳,就可以达到最大扭矩。另外,发动机的功率、扭矩和转速是相关联的,具体关系为:功率=K×扭矩×转速,其中K是转换率。

选择发动机时也要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如,北京冬夏都有必要开空调,在选择发动机功率时就要考虑到不能太小;只是在城市环路上下班交通用车,就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。

参考资料:

搜狗百科-力矩

参考资料:

搜狗百科-转矩

参考资料:

搜狗百科-扭矩

区别在于:他们的性质和定义不同。

力矩:一个向量,定义为线型力叉乘径长;

力偶:大小相等、方向相反、不在同一作用线上的一对平行力;

力偶矩:平行力中的一个力与力偶臂的乘积。

1、力矩: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。

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。力F对O点的矩M,在过矩心O的直角坐标轴上有三个投影Mx、My、Mz。

2、力偶: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称为力偶。集中力偶作用下,剪力图没有变化。

力偶能使物体产生纯转动效应。例如,用双手使用丝锥,施加的力偶对丝锥不会产生横向侧压力,这样钻得的孔才能与表面垂直。力偶的二力对空间任一点之矩的和是一常量,称为力偶矩。

作用在刚体上的两个或两个以上的力偶组成力偶系。若力偶系中各力偶都位于同一平面内,则为平面力偶系,否则为空间力偶系。力偶既然不能与一个力等效,力偶系简化的结果显然也不能是一个力,而仍为一力偶,此力偶称为力偶系的合力偶。

3、力偶矩:力偶矩为"力偶的力矩"的简称,亦称"力偶的转矩"。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。

计算两力偶产生之力矩可对任意点取力矩合,但为了方便常取力作用在线之一点以消除一力之力矩。在三维系统中,力偶矩常以向量法计算, M=r F,其中 r 为一力上任一点至另一力上任一点之位置向量。力偶矩之合成可由力偶系中之向量和求得。

力矩,在物理学里是一个向量,可以被想象为一个旋转力或角力,导致出旋转运动的改变。 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。

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