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。
力对轴的矩:
力对某轴的矩是量度力对物体作用绕该轴转动效应的物理量。定义为,力F对O点的力矩M在过O点的任一轴线OZ轴上的投影称为力F对OZ轴的力矩,用Mz表示,Mz=Mcosβ,β为矢量M与OZ轴正方向的夹角,并规定物体转动正方向与OZ轴正方向满足右手螺旋关系,Mz是一个代数量,其正负表示物体转动倾向,Mz>0表示力F使物体转动倾向与转动正方向一致,Mz<0则相反。
-力矩
力矩M(N-m)是力臂L(米)与力F(N)的乘积
即:M=F×L
力偶是两个大小相等方向相反、且没有共同的作用点的力F与F'作用于垂直于两力连线长L的中点就形成了力偶,假如作用点在两力垂直连线的中点,则每个力臂就是其连线的一半,其力偶矩M等于每个力产生的力矩的两倍,
即: M=2F×1/2L=F×L (N-m)
区别在于:他们的性质和定义不同。
1 力矩:一个向量,定义为线型力叉乘径长;
2 力偶:大小相等、方向相反、不在同一作用线上的一对平行力;
3 力偶矩:平行力中的一个力与力偶臂的乘积。
4 首先说力偶矩只是表示力偶作用效果的一方面—表示力偶使刚体转动快慢和转动方向的标量。力偶矩矢能够完全表示力偶的作用效果,其三要素为:力偶矩的大小,力偶矩的转向以及力偶作用平面的方位。
扩展资料:
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。
大小相等、方向相反,但作用线不在同一直线上的一对力(如图上的F和F′)。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。用静力学公理和几何学可证明:一力偶可用与其作用面相平行和力偶矩相等的另一力偶代替,而不改变其对刚体的转动作用。由于力偶的作用平面具有方向性,须引入一空间力偶矩矢T,其方向线与力偶作用平面垂直,并按右手螺旋定则确定其指向(见图)。T的大小等于力和力偶臂(力偶的二力线间的垂直距离)的乘积。
由于力偶的作用面可在刚体上自由平移,所以刚体上的力偶矩矢是自由矢,即它的作用点可以是刚体上的任一点。如力偶作用在变形体上,力偶矩矢就不可自由平移,因为这样会产生不同的扭转效应。受力偶作用的物体,会产生角加速度,不能用一个力来平衡,因为一个力具有主矢,但由一个力偶所组成的力系,其主矩不为零,而主矢为零。力偶矩的量纲和单位与力矩的相同。
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。
力偶矩的单位和力矩一样,常用“牛×米(千克×米方/秒方)”表示;力偶矩是矢量,其方向和组成力偶的两个力的方向间的关系,遵从右手螺旋法则。对于有固定轴的物体,在力偶的作用下,物体将绕固定轴转动;没有固定轴的物体,在力偶的作用下物体将绕通过质心的轴转动。
参考资料:
力矩、力偶、力偶矩的主要区别区别在于他们是否是矢量、使用的单位、和他们的性质使用的单位,具体如下:
1、是否是矢量:
力矩、力偶均是矢量,而力偶矩不是矢量。
2、性质不同:
力矩是线型力叉乘径长;力偶是大小相等,方向相反,不在同一直线上的一对平行力;力偶矩是力矩与力偶的乘积。
3、使用单位不同:
力矩使用的是长度单位(米、分米、厘米等);力偶使用的是力学单位——牛顿;力偶矩使用单位是复合单位——牛×米。
1力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量力矩=力乘力臂(M=FL)
2力和力臂的乘积叫做力对转轴的力矩凡是使物体产生反时针方向转动效果的定为正力矩,反之为负力矩
3力臂是支点到力的作用线所引垂线的长度单位;牛顿米
4力偶矩
(1)力偶:大小相等,方向相反但不在同一直线上的一对平行力
(2)力偶矩:力偶的转动效应决定于力偶矩力偶矩的单位即力矩单位(M=FL)
说明:力偶的合力为零,因此它不会改变物体的平动状态力偶的效果是改变物体的转动状态
力矩和力偶矩是高中物理中很难区别的点,二者之间有相同的地方,但是也存在着明显的差异。下面我就带大家盘点一下力矩和力偶矩的概念,以及二者有什么异同点
力矩和力偶距的概念
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=FL,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=Fd。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。
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