扭矩是物理學(xué)和工程學(xué)中的一個(gè)基本概念,描述施加到物體上的旋轉(zhuǎn)力。了解如何計(jì)算扭矩在各種應(yīng)用中至關(guān)重要,從設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)到建造建筑物。
本綜合指南將引導(dǎo)您完成計(jì)算扭矩的過(guò)程,并解釋必要的公式和概念。
扭矩, 通常稱為力矩,測(cè)量力使物體繞軸旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。它在機(jī)械系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用,影響物體的旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)方式。
國(guó)際單位制 (SI) 中扭矩的單位是牛頓米 (Nm)。想象一下蹺蹺板。您施加的體重力以及您坐的距離樞軸點(diǎn)的距離決定了蹺蹺板傾斜的容易程度。
該原理適用于所有涉及扭矩的情況。施加的力越大且距離樞軸點(diǎn)越遠(yuǎn),產(chǎn)生的扭矩就越大。
讓我們首先看一下扭矩公式,然后繼續(xù)討論一些已解決的示例,這些示例說(shuō)明了如何使用扭矩方程計(jì)算扭矩。
扭矩計(jì)算公式為:
τ(扭矩)= F(力)× r(杠桿臂)× sin(θ)
Where:
? τ (tau) 表示扭矩(以牛頓米為單位測(cè)量,N?m)
? F(力) 表示所施加的力的大?。▎挝粸榕nD,N)
? r(杠桿臂) 表示從支點(diǎn)/樞軸點(diǎn)到施力點(diǎn)的距離(以米為單位測(cè)量,m)
? θ (theta) 表示力矢量與杠桿臂之間的角度(以度或弧度為單位測(cè)量)
杠桿臂是力的作用線與樞軸點(diǎn)之間的垂直距離。它本質(zhì)上是力作用的有效距離。力和杠桿臂之間的角度顯著影響扭矩。
垂直施加的力 (θ = 90°) 會(huì)產(chǎn)生最大扭矩。隨著角度減小,當(dāng)力沿杠桿臂作用時(shí) (θ = 0°),扭矩減小至零。
以下是一些解釋如何計(jì)算扭矩的示例。
假設(shè)您在 0.5 米扳手末端施加 10 N 的力。力與杠桿臂之間的角度為 90°。
解決方案: