第二节 力矩、力偶和力偶矩

一、力矩的概念

力矩的概念，起源于阿基米德对杠杆的研究。力矩定义为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（N·m）。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。推挤或拖拉涉及作用力，而扭转则涉及力矩。力矩等于径向矢量与作用力的叉乘。

M=L×F

L是从转动轴到着力点的距离矢量，F是矢量力，力矩也是矢量。力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量，其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分量和此分力作用线到该轴垂直距离的乘积。当力的大小为零或力臂为零时，则力矩为零。力沿其作用线移动时，因为力的大小、方向和力臂均没有改变，所以力矩不变。相互平衡的两个力对同一点的矩的代数和等于零。

力矩（moment of force）是对物体产生转动作用的物理量，可以分为力对轴的矩和力对点的矩。

二、力偶和力偶矩

力偶是指大小相等、方向相反，但作用线不在同一直线上的一对力。力偶能使物体产生纯转动效应。例如，用双手使用丝锥，施加的力偶对丝锥不会产生横向侧压力，这样钻得的孔才能与表面垂直。

力偶的二力对空间任一点之矩的和是一常量，称为力偶矩。作用在刚体上的两个或两个以上的力偶组成力偶系。若力偶系中各力偶都位于同一平面内，则为平面力偶系，否则为空间力偶系。力偶既然不能与一个力等效，力偶系简化的结果显然也不能是一个力，而仍为一力偶，此力偶称为力偶系的合力偶。

（陈文明）