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理论力学:平面力偶系
时间:2024-12-23 21:52:14
答案

在理论力学中,研究的重点之一是平面力偶系。力对物体产生的转动效应,由力对该点的矩来衡量。矩的定义基于力F对点O的矩,可以通过公式 [公式] 来表达,其中F为矢量,矩的正负取决于力的方向和物体绕矩心的转动方向。矩的大小可以用三角形面积来直观理解,即 [公式],单位为牛顿·米(N·m)。

力偶是两个大小相等、反向平行且作用线不重合的力的组合,如方向盘转动和铰杠旋转。力偶臂d和力偶所在平面是关键概念。力偶矩m的计算公式为 [公式],其符号表示力偶的转动方向,正负与转动方向一致。值得注意的是,力偶矩仅取决于力的大小F和力偶臂d,与矩心位置无关。

平面力偶的特性包括:它们没有合力,不能单独平衡,只能产生转动效应,其作用效应由力偶矩唯一决定。例如,两个力偶若在同平面内,力偶矩相等则等效。在合成和平衡方面,多个力偶构成的力偶系可以简化为一个合力偶,其矩等于所有力偶矩之和,公式为 [公式]。

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