力臂和力矩的关系

力的作用线到转动轴的垂直距离。与动力对应的力臂叫动力臂,与阻力对应的力臂叫阻力臂。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。

力臂和力矩的关系

力矩的性质

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。

力矩的应用

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。引用“力矩”来度量力使物体绕支点(称为矩心)转动的效应。力F对矩心0点的矩简称力矩,用M(F)表示,其大小等于力F的大小与力臂r的乘积, 即M(F)=F·r。

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