为什么力矩的方向是垂直力和作用方向的平面

2021-01-12 13:32:38 字数 5592 阅读 1729

1楼:sc从菜鸟做起

力是矢量,作用方向也是矢量,力矩为2个矢量乘积,矢量运算公式规定其方向垂直2个矢量组成的平面

为什么力矩的方向是垂直力和作用方向的平面?

2楼:匿名用户

一个力作用在有支点(轴线与z轴平等)的杠杆上,此杠杆只能在xy平面内旋转。这个力可以分解成三个力,一个力在z轴方向,与杠杆的回转平面垂直;一个力沿杠杆,指向支点,一个力与杠杆垂直。很明显,前两个分力再大,杠杆也不会转动,因这第一个分力不在作用平面内;第二个力,是沿杠杆方向;只有与杠杆垂直方向的力才会使杠杆转,产生力矩。

3楼:匿名用户

孩子,力矩是人为规定出来的,你说三角形的高为什么是垂直底边呀,但是如果你敏而好学,就给你看看这个。

力矩(torque):力(f)和力臂(l)的乘积(m)。即:m=f·l。其中l是从转动轴到力的矢量, f是矢量力。

力矩的量纲是距离×力;与能量的量纲相同。但是力矩通常用牛顿-米,而不是用焦耳作为单位。力矩的单位由力和力臂的单位决定。

力对物体产生转动作用的物理量。可分为力对轴的矩和力对点的矩。力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量。

它是代数量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按右手螺旋定则确定:以右手四指沿分力方向,且掌心面向转轴而握拳,大拇指方向与该轴正向一致时取正号,反之则取负号。力对点的矩是力对物体产生绕某一点转动作用的物理量。

它是矢量,等于力作用点位置矢r和力矢f的矢量积。例如 ,用球铰链固定于o点的物体受力f作用,以r表示自o点至f作用点a的位置矢,r和f的夹角为a(见图)。物体在f作用下 ,绕垂直于r与f组成的平面并通过o点的轴转动 。

转动作用的大小和转轴的方向取决于f对o点的矩矢m,m=r×f ;m的大小为rfsina ,方向由右手定则确定 。力矩m 在过矩心o的直角坐标轴上的投影为 mx 、my 、mz 。可以证明 mx 、my 、mz 就是f对x ,y,z轴的矩。

力矩的量纲为l2mt -2,其si单位为n·m。

物理学中的力矩起源于阿基米德对杠杆的研究。简单一点说,力矩是一个旋转力。力矩等于作用在杠杆上的力乘以支点到力的距离。

例如,3牛顿的力作用在离支点2米的杠杆上的力矩等于1牛顿的力作用在离支点6米的力矩,这里假设力与杠杆垂直。

补充力矩(torque):力(f)和力臂(l)的乘积(m)。即:m=f·l。力矩是描述物体转动效果的物理量,物体转动状态发生变化。才肯定受力矩的作用。

当物体绕固定轴转动时,力矩只有两种可能的方向,所以可用正负号来表示。一般规定:使物体沿逆时针方向转动的力矩为正;使物体沿顺时针方向转动的力矩为负。

因此作用于有固定轴的转动物体上的几个力矩的合力矩就等于它们的代数和。这个代数和将决定物体是处于平衡状态,还是非平衡状态。

在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米(newton-metre),注意不能写成焦耳。焦耳是能量单位,力矩和能量是两个不同的概念。

在计算力矩问题时,要注意力臂是在垂直转动轴的平面内,从转动轴到力的作用线的垂直距离。

4楼:shen艳鹏

力f与其力臂l的乘积叫做力对转动轴的力矩。用字母m表示。 共识:m=fl。 单位:牛·米(n·m)...

5楼:区顺大香卉

这是一种规定,如果要理解的话可以按照角速度的方向,力矩的作用效果是扭转,如果没有另外一个力矩跟它平衡的话物体就会发生转动,就有一个角速度,可以认为这个角速度就是由于力矩作用产生的,那么角速度的方向就是力矩的方向。

为什么力矩的方向是垂直于力和力臂所确定的平面?

6楼:匿名用户

力矩m=rxf,是 位矢r与力f的矢积。

根据矢量分析,两个矢量的矢积仍然是一个矢量,其方向和两个矢量满足右手系,垂直于两个矢量所决定的平面。

7楼:匿名用户

平面的方向是用平面的法线的方向定义的,力矩位于某个平面内,就要用改平面的方向即法向来标示。

8楼:匿名用户

力矩的方向只要是向量的外积法则决定的……

力矩的方向代表什么呀,为什么是垂直力与力逼臂的平面? 30

9楼:和尘同光

力矩是力与力臂的矢性积,所以垂直于力与力逼臂的平面

力矩是描述力的旋转效果的物理量,力矩越大说明旋转效果越好.力矩的方向是这样规定的:伸出右手,使拇指与四指垂直,四指沿f推动物体转动的方向弯曲,则拇指所指的方向就是f的力矩的方向.

由于拇指与四指的方向间的关系是一一对应的,因此力矩的方向就唯一反映了f推动物体转动的方向.

怎么理解力矩方向,垂直于作用的杠杆和作用力所决定的平面?不是在平面内也即f垂直于op方向的分向量?

10楼:匿名用户

力矩的作用效果是让物体绕支点或轴产生转动,以杠杆为例,一旦杠杆转动,杠杆上每个质点都相对支点做圆周运动了。既然是圆周运动,质点就会有角速度。你会发现,力矩的方向恰好就是角速度的方向。

所以你也可以理解成力矩让杠杆产生了角速度,从而旋转。

11楼:费名鹏

一个力作用在有支点(轴线与z轴平等)的

杠杆上,此杠杆只能在xy平面内旋转。这个力可以分解成三个力,一个力在z轴方向,与杠杆的回转平面垂直;一个力沿杠杆,指向支点,一个力与杠杆垂直。很明显,前两个分力再大,杠杆也不会转动,因这第一个分力不在作用平面内;第二个力,是沿杠杆方向;只有与杠杆垂直方向的力才会使杠杆转,产生力矩。

力矩的方向有什么意义,为什么和力的方向和旋转方向都不一样

12楼:匿名用户

力矩是为了方便研究刚体“转动”而提出的概念;就像力在“平动”中的作用一样;

运动有方向,所以力是有方向的;转动也有方向,所以力矩也得有方向;

最简单的平动是直线运动,直线运动中,运动的方向只有2个,而影响运动的力的方向也只有2个;二力矢量和为零,则“质点”处于平衡状态;

最简单的转动是平面转动,平面转动中,转动的方向也只有2个(逆时针和顺时针),相应的力矩的方向也只有2个:垂直平面向下和垂直平面向上;两力矩的矢量和为零,则刚体在转动上平衡(不转动或匀速转动);

至于为什么选择这样的两个方向,这可以从数学上找到根由。

力和力矩都是矢量(即向量),它们的合成最终都是矢量的加法运算;

除了加法(向量和),矢量还有点乘(数量积)和叉乘(向量积)的运算;

数量积可参考“功”的概念;而向量积的应用之一就是力矩:力矩就是力和力臂(加上方向)的向量积;

作为一个向量,向量积的大小:反应了一个向量在另一个向量的“垂直方向”上的作用效果(数量积则是平行方向上的效果);因为是垂直,这就有了两个方向,最终的计算结果应该如何确定方向呢?

因为两个向量有主次之分:一个是作用者,一个是被作用者;若将二者地位调换,则作用程度(大小)不变,但效果相反——这不正是向量的方向的意义吗?所以:

向量积的方向,反应了两个向量间的“作用方式”;而这个方式只有两种:要么a对b,要么b对a;它与a、b本身的方向均无关,即与a、b所在的平面无关;

所以,与其在平面内与a、b的方向纠缠不清,还不如另辟蹊径,从一个新的维度上寻找“方向”;自然而然结果就是:a、b向量积的方向垂直于a、b所确定的平面,是超脱于ab二维平面的第三个维度,这一个维度正好可提供所需的两个方向;

而向量积的这些属性,恰好满足对“力在转动中的作用效果”的研究,所以就有了这个用向量积定义的概念——力矩。

13楼:输入中

刚体在旋转的时候,是有一个角速度,这个角速度的方向规定为与刚体的旋转方向是右手螺旋的关系,所以旋转的方向其实并不是角速度的方向,你的问题中我直接是后半句话,力不见得和旋转方向会不一样,只是刚体在旋转的时候能让刚体旋转的作用力的方向一定会有跟刚体旋转角速度垂直的分量,而这个与角速度垂直的分量你考虑下,难道不应该是跟刚体的旋转方向一致吗?虽然这个力的分量方向一直在变化,但是刚体上某个质点的旋转方向不也一直在变化吗?至于所说的逆时针和顺时针是对于整体来说的,因为考虑下刚体旋转轴的两个对称点就可以了。

还有刚体上面的质点旋转方向和角速度方向不一样。这是两个概念。

当然了,限于我的水平,我就说这么多,如果有错在所难免。

14楼:匿名用户

和旋转方向有关系,指向转动轴

力矩的方向代表什么?

15楼:匿名用户

在纯转动的领域内,力矩的方向就是转动轴的方向,而不是有什么东西要朝这个方向运动。

判断力矩方向时采用右手螺旋定则,四指方向先指向力的方向,然后弯向力臂方向,此时大拇指的方向就是力矩的方向。

16楼:道峰山营

力矩的方向代表的实际意义是,与力的方向垂直。

因为力矩的方向是这样规定的:伸出右手,使拇指与四指垂直,四指沿f推动物体转动的方向弯曲,则拇指所指的方向就是f的力矩的方向.由于拇指与四指的方向间的关系是一一对应的,因此力矩的方向就唯一反映了f推动物体转动的方向。

力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。力矩的单位是牛顿-米。力矩希腊字母是 tau。

力矩的概念,起源于阿基米德对杠杆的研究。转动力矩又称为转矩或扭矩。力矩能够使物体改变其旋转运动。

推挤或拖拉涉及到作用力 ,而扭转则涉及到力矩。力矩等于径向矢量与作用力的叉积。

17楼:水银冲击波

这只是由数学上的矢积作出的规定:

f×r=m,一个矢量与另一个矢量的矢积还是矢量,方向垂直于那两个矢量所在的平面。

根据右手定则,

右手大拇指与力矩的方向一致,则四指指向就是这个力矩转动的趋势(顺时针、逆时针)

这就是力矩方向的的物理意义

力矩的方向有什么用?有什么物理意义?

18楼:匿名用户

力矩是在一个平面上的,它使物体有转动的趋势。

力矩的方向由如下方法确定:

方向垂直于力矩平面,用右手定则确定其指向。

这样可以仅用一个矢量来唯一确定地表示力矩所在平面和及其方向。

扩展资料

力矩的方向这样来确定,m=r*f,这里的r与f都为矢量,r的方向这样来确定,r为力臂,从支点指向力的作用线,用右手螺旋定则判断力矩的方向,伸出右手,四指指向为r的方向,弯曲四指选择r与f间的最小夹角指向f,则大拇指指向为力矩的方向。

若x轴的方向为r方向,y轴的方向为f方向,则z轴方向为力矩方向。

1、单位变换

力矩的量纲是距离乘以力;依照国际单位制,力矩的单位是牛顿-米。虽然牛顿与米的次序,在数学上,是可以变换的。bipm (国际重量测量局) 设定这次序应是牛顿-米,而不是米-牛顿。

2、国际单位制

依照国际单位制,能量与功量的单位是焦耳,定义为 1 牛顿-米。但是,焦耳不是力矩的单位。因为,能量是力点积距离的标量;而力矩是距离叉积力的伪矢量。

当然,量纲相同并不仅是巧合;使 1 牛顿-米的力矩,作用一全转,需要恰巧 2*pi 焦耳的能量。

事实上,力矩与能量的关系是能量和一个对数矢量2π[lnk]的乘积,即t=2πq[lnk],[lnk]的方向垂直于作用平面。因此用焦耳做单位也不是错误的。做圆周运动时,k=e,因此使 1 牛顿-米的力矩,作用一全转,需要恰巧 2*pi 焦耳的能量。

为什么力矩的方向是垂直于力和力臂所确定的平面

1楼 匿名用户 力矩m rxf 是 位矢r与力f的矢积。 根据矢量分析,两个矢量的矢积仍然是一个矢量,其方向和两个矢量满足右手系,垂直于两个矢量所决定的平面。 2楼 匿名用户 平面的方向是用平面的法线的方向定义的,力矩位于某个平面内,就要用改平面的方向即法向来标示。 3楼 匿名用户 力矩的方向只要是...

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