力矩和力偶演示文稿.ppt

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1、第二節(jié)力矩和力偶一、力矩力矩是力對(duì)一點(diǎn)的矩,等于從該點(diǎn)到力作用線上任一點(diǎn)矢徑與該力的矢量積,記作M=r·F。如圖2-13所示,扳手對(duì)螺母軸心線的矩為r·F,F為扳手上作用的力,方向垂直于固定軸平面,r?yàn)椋频捷S心線O的垂直距離。顯然,力F使扳手繞點(diǎn)O的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同,作用效果也就不同。力矩對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果,完全由下面兩個(gè)因素決定:①力的大小與力臂的乘積。②力使物體繞O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。這兩個(gè)因素可用一代數(shù)量來表示:±r·F。力對(duì)點(diǎn)之矩的正負(fù)通常規(guī)定:力使物體繞矩心逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)為正,反之為負(fù)。力矩在下列兩種情況下等于零:①力等于零。②力的作用線通過矩心,即力臂等于零。在國(guó)際單位制中,以牛頓米(簡(jiǎn)稱?!?/p>

2、米)為力矩的單位,記作N·m。二、合力矩定理平面匯交力系的合力對(duì)于平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于所有各力對(duì)該點(diǎn)之矩的代數(shù)和。三、力偶和力偶矩(1)力偶的概念☉等值、反向的兩個(gè)平行力構(gòu)成力偶。☉力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、力偶作用面稱為力偶三要素。☉力、力偶為靜力學(xué)兩個(gè)基本物理量。F1F2d☉規(guī)定:逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶矩為正,順轉(zhuǎn)為負(fù)。四、力偶性質(zhì)☉力偶無矩心☉力偶無合力☉等效力偶可以互換=討論:根據(jù)合力矩定理推出:“力偶對(duì)任一點(diǎn)的矩等于零’,錯(cuò)在哪里?合力矩定理指出:“合力對(duì)點(diǎn)之矩等于各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和”,因?yàn)椤傲ε紵o合力”,所以力偶對(duì)一點(diǎn)之矩必等于零。答案:這個(gè)推論是錯(cuò)誤的,因?yàn)楹狭囟ɡ淼那疤崾恰坝泻狭?/p>

3、”。而力偶無合力,所以合力矩定理不適用。討論:圖中力的單位是N,長(zhǎng)度單位是cm。試分析圖示四個(gè)力偶,哪些是等效的?討論:一力偶作用在oxy平面內(nèi),另一力偶作用在oyz平面內(nèi),力偶矩之值相等,試問兩力偶是否等效?為什么?討論:力偶等效只要滿足()A、只滿足力偶矩大小相等B、只滿足力偶矩轉(zhuǎn)向相同C、只滿足力偶作用面相同D、力偶矩大小、轉(zhuǎn)向、作用面均相等(3)平面力偶系的合成與平衡平面力偶系合成的結(jié)果為一合力偶,其合力偶矩等于各分力偶矩的代數(shù)和。若力偶系平衡,則合力偶矩必為零。平衡方程例鉆孔時(shí)鉆頭給工件施加一個(gè)壓力和一個(gè)力偶,其力偶矩,若夾緊工件的兩個(gè)螺栓間的距離,求每個(gè)螺栓所受的橫向力。解:五、力

4、向一點(diǎn)平移的結(jié)果及應(yīng)用1.力的平移定理定理:可以把作用在剛體上點(diǎn)A的力F平行移到一點(diǎn)B,但同時(shí)必須附加一個(gè)力偶,這個(gè)附加力偶的矩等于原來的力F對(duì)新作用點(diǎn)B的矩。五、力向一點(diǎn)平移的結(jié)果及應(yīng)用2.應(yīng)用由力的平移定理可知,可以將一個(gè)力替換成同平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶;反之,同一平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶也可以用一個(gè)力來等效替換。力的平移定理不僅是力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的依據(jù),也可解釋一些實(shí)際問題。例如:如圖2-20b所示攻螺紋時(shí),必須用雙手均勻握住扳手兩端,而且用力要相等,不能只用一只手扳動(dòng)扳手。因?yàn)樽饔迷诎馐郑粒乱欢说牧Γ婆c作用點(diǎn)O的一個(gè)力F′和一個(gè)力偶矩M等效(圖2-20a)。這個(gè)力偶使絲錐轉(zhuǎn)動(dòng),而力F′

5、卻易使絲錐產(chǎn)生折斷。課內(nèi)練習(xí)反應(yīng)釜的攪拌軸上端裝聯(lián)軸器與傳動(dòng)裝置相連,中部和下端裝有兩個(gè)攪拌漿。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到液體的反作用力組成的力偶,求聯(lián)軸器上應(yīng)輸入的力偶矩。小結(jié)力矩和力偶的概念力偶的特性力偶系的平衡及平衡方程的應(yīng)用Thanks!

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