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扭矩是旋转力

作者:Ron Kurtus

一个转矩是一种特殊形式的力,使轴在给定的方向上转动。它有时被称为旋转力

你可以通过推动旋转轴的杆或杠杆来产生扭矩。同样,轴上的扭矩可以在距离轴中心一段距离处产生线性力。

你可能会问的问题包括:

本节课将回答这些问题。有用的工具:单位转换



力矩和力的关系

力被定义为在特定方向上移动物体的推力。它被认为是线性的或在直线上移动。另一方面,扭矩是使轴或轮子绕中心旋转的力。

力矩与力的关系为:

T = fr

F = t / r

在哪里

R有时也被称为the力臂.力,F,垂直于半径、杠杆或力臂。

产生扭矩

产生扭矩的一个要求是物体必须能够围绕某个中心点旋转。一些例子是可以在轴上旋转的轮子,被约束在孔中转动的螺栓,以及杠杆或跷跷板的轴。

通过在车轮边缘施加一个力,就会产生一个旋转车轮的扭矩。同样地,通过对扳手施加一个力,你可以在螺栓孔内旋转螺栓。

扳手上的力产生螺栓上的扭矩

扳手上的力产生螺栓上的扭矩

如果扳手上的力是10磅,扳手的长度是6英寸,那么产生的扭矩是10磅乘以0.5英尺= 5英尺磅。

如果作用在扳手上的力是0.5牛顿,扳手的长度是20厘米,则产生的扭矩是0.5牛顿乘以0.2米= 0.1牛顿-米。

由力矩产生力

车轮轴上的力矩可以转化为车轮圆周上的力。

施加在车轮上的扭矩会在边缘上产生力

施加在车轮上的扭矩会在边缘上产生力

你可以把自行车倒过来,转动其中一个轮子来演示这种力。触摸轮子的外表面,你可以感觉到力推动你的手在旋转的方向。(显然,不要傻到把手指伸进纺车的辐条里。)

总结

扭矩是一种特殊形式的力,使轴在给定的方向上转动。扭矩等于力乘以力臂。推一根使轴旋转的杆可以在轴上产生一个扭矩。同样地,轴上的扭矩可以在以中心为半径的地方产生线性力。


保持积极的态度


资源及参考资料

罗恩·库图斯的证书

网站

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力的科学史蒂夫·帕克(Steve Parker);海涅曼(2005)$29.29 -与力和机器的实验项目

格伦科科学:运动,力和能量,麦格劳-希尔(McGraw-Hill)著;格伦科/麦格劳-希尔(2001)$19.32 -学生版(精装)

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