内容正文:
1.3 力矩和力偶
1.3.1 力对点的矩及合力矩定理
1.力对点的矩
人用扳手转动螺母,会感到加在扳手上的力越大,或者力的作用线离中心越远,就越容易转动螺母,如图1.25所示。
力F使刚体绕某点O转动的效应,不仅与力F的大小成正比,而且与O至力作用线的垂直距离d成正比。乘积F·d加上适当的正负号,称为力F对O点的矩,简称力矩,记作
(1.10)
图1.25 力矩
图1.25中O点称力矩中心,简称矩心;矩心O到力F作用线的垂直距离称为力臂。并规定:力使刚体绕矩心作逆时针方向转动时,力矩为正,反之为负。
在国际单位制中,力矩单位为牛顿·米(N·m)。
注意
力矩在下列两种情况下为零。
(1)力等于零。
(2)力臂等于零,即力的作用线通过矩心。
2.合力矩定理
定理:平面汇交力系的合力对平面任一点的矩,等于力系中所有各分力对于该点力矩的代数和,即
图1.26 分力对点的矩
1.3.2 力矩的平衡条件
杆秤的平衡现象说明了绕定点转动物体的平衡条件。
如果在具有固定转动中心的物体上作用有几个力,各力对转动中心的矩分别为MO(F1),MO(F2),…,MO(Fn),则绕定点转动物体的平衡条件为:各力对转动中心O点的矩的代数和等于零,即合力矩等于零。公式为
图1.27 力矩的平衡
图1.28 刹车踏板
$