力偶矩（物理学定律）

力偶矩

物理学定律

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。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。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。

基本介绍

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。

性质介绍

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。

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。

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。

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=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。

相关应用

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：

当用手扭转螺丝起子时，螺丝起子会感受到力偶。

当用螺丝起子扭转螺丝钉时，螺丝钉会感受到力偶。

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。

在一个均匀电场里，电偶极子会感受到电场的力偶。

参考资料

1.力偶矩和力矩的区别·高三网