理解扭矩

扭矩是使物体绕轴旋转的力的度量。它是一个矢量量，意味着它既有大小又有方向。

介绍

扭矩，也称为力矩，是线性力的旋转等价物。它描述了力使物体绕轴、支点或枢轴点旋转的趋势。

历史

扭矩的概念与旋转力学的理解一起发展。阿基米德首先描述了杠杆原理，这从根本上基于扭矩。数学公式在牛顿等人发展经典力学期间得到完善。

关键单位

牛顿米 (N⋅m)

扭矩的SI单位，表示在距轴一米垂直距离处施加一牛顿力产生的扭矩。

磅力英尺 (lbf⋅ft)

汽车应用中常用的英制单位，约等于1.356 N⋅m。

千克力米 (kgf⋅m)

工程中有时使用的公制单位，约等于9.807 N⋅m。

应用

  • 汽车发动机规格和车轮螺母紧固
  • 工业机械和电机设计
  • 机器人技术和机械臂控制
  • 建筑和结构工程
  • 体育器材设计和生物力学

扭矩计算

τ = r × F × sin(θ)

扭矩(τ)等于距轴距离(r)乘以施加的力(F)再乘以力矢量与力臂之间角度(θ)的正弦值。