力矩的方向判断方法

来源：日期：2014-09-27 21:53:15 人气：标签：

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力矩是矢量而不是代数量，定义是位移和力矢量的矢积。
力矩的方向，是用矢量运算法则确定的，即右手四指的弯曲方向从位移方向沿着小于180度的夹角方向转向力矢量时大拇指的指向，如果这个方向和假定的正方向相同就记为正，否则记为负。
实际当中这样做比较麻烦，我们可以从假定的正方向看过去，如果这个力使物体产生逆时针方向的转动，我们就记这个力的力矩为正，否则就记为负。
力是对点的平移作用，当然经由该点可以带动线面体，力矩是实际两个力组成的（参照系），力矩是对直线的旋转作用。假设都是1牛顿的力，作用于一点，你如何区分他们？答案就是方向，这无数哥方向在3维世界中形成球，类似的，假设都是1牛米的力矩，作用于一条直线，你如何区分他们？答案也是方向，不同的力矩作用，旋转方向是不一样的，每个旋转方向都确定了一个平面，对于直线来说，你在其上任意一点安插一条法线，那它的旋转也就唯一了，也就是说法线能区分不同方向的力矩，所以旋转平面的法线就是力矩的方向，至于顺时针逆时针，就像力向前向后一样，是相反的，所以是正负的关系。　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（x轴/y轴），且掌心面向转轴（x轴/y轴）而握拳，大拇指方向（z轴）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，其国际制单位为n·m。　
　

右手定则判断力矩的方向
力矩等于作用于杠杆的作用力乘以支点到力的垂直距离。例如，3 牛顿的作用力，施加于离支点2 米处，所产生的力矩，等于1牛顿的作用力，施加于离支点6米处，所产生的力矩。力矩是个矢量。力矩的方向与它所造成的旋转运动的旋转轴同方向。力矩的方向可以用右手定则来决定。假设作用力垂直于杠杆。将右手往杠杆的旋转方向弯卷，伸直的大拇指与支点的旋转轴同直线，则大拇指指向力矩的方向。