力偶矩和力矩的区别在哪?

如题所述

对于两个概念我们从基本含义和作用进行区分。

一、基本含义

1、力偶矩简称为“力偶的力矩”,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。

2、力偶的作用面可以平行移动而不改变力偶对物体的作用。因此,空间力偶对物体的作用决定于力偶三要素:力偶矩的大小;力偶作用面在空间的方位;力偶在作用面内的转向。

力偶三要素可用一个矢量表示,称为力偶矩矢,如下图所示。矢的长度表示力偶矩的大小,矢的方位垂直力偶作用面,矢的指向与力偶转向间的关系服从右手规则。力偶矩矢是自由矢量。

二、作用

力偶对刚体的作用完全决定于力偶矩矢。

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。

扩展资料:

一、在机械工程学里,力偶是个很有用的概念。以下列出几个实例:

1、当用手扭转螺丝起子时,螺丝起子会感受到力偶。

2、当用螺丝起子扭转螺丝钉时,螺丝钉会感受到力偶。

3、一个在水里旋转的螺旋桨推进器,会感受到由水阻力产生的力偶。

4、在一个均匀电场里,电偶极子会感受到电场的力偶。

二、工作特性

1、力偶在力偶作用面任意一点的合力均为零;因此它不会改变物体的平动状态,只会改变物体的转动状态。

2、通常,力偶只能用力偶来平衡;但在定轴转动中,可用圆周力(即力矩)来平衡。

3、保持力偶矩的大小及转向不变,同时改变力偶中力的大小及力偶臂的长短不会改变其对刚体的作用。

4、空间合力偶矩为各力偶矩的矢量和;平面合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。

力偶矩是由两不同作用线上之力产生, 两力大小相等方向相反,力偶矩会产生纯旋转效果。

力偶矩为自由向量,因此不管作用于物体任何地方会产生相同效果。

5、计算方法

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=FL,其中 L 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。

6、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。

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