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ちからのり

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ざい一个旋转系统里,作用さようりょく位置いちりょうちからのり、动量すみ动量,这些物理ぶつりりょう间的关系。

ちからのりmoment of force[1],moment[2]ざい物理ぶつりがくなか作用さようりょく促使物体ぶったい绕着转动轴ある支点してん转动てき趋向[3];也就作用さようりょく使物体ぶったい产生“转”、“扭”ある“弯”こう应的りょう。简略说,ちからのり一种施加于例如にしせん飞轮いち类的物体ぶったいある拧毛はば、扳钢すじてき扭转りょくれい如,よう扳手てき开口箝紧にしせんあるにしぼうしかきさき转动扳手,这动さくかい产生りょくのりらい转动にしせんあるにしぼう

使つかいつくえ械元けん转动てきりょくのりまたしょう转矩(turning moment[4],moment of rotation[5]そく转动りょくのりざい材料ざいりょう力学りきがく土木どぼく工程こうていけん筑学なか作用さよう引起てき结构ある构件ぼう一截面上的剪力所构成的ちから偶矩しょう扭矩[6](torsional moment,torque),而作よう引起てき结构ある构件ぼう一截面上的正应力所构成的力矩,则称为弯矩[7](bending moment)。

ちからのりのう够使物体ぶったいあらため变其旋转运动。推挤ある拖拉わたる及到作用さようりょく,而扭转则わたる及到りょくのり如上じょじょう图,ちからのりとう于径こうりょう与作よさくようりょくてきまた

すえくに际单せいちからのりてき单位うしべいほん物理ぶつりりょうのうりょういん不能ふのうこげみみ(J)さく单位;すええいせい单位ちからのりてき单位则是えいじゃく磅。ちからのりてき表示ひょうじ符号ふごうまれ腊字ははある

ちからのりあずか三个物理量有关:ほどこせてき作用さようりょく、从转轴到ほどこせ力点りきてんてきうつりりょう、两个りょう间的夹角ちからのり以矢りょうかたほど表示ひょうじ

ちからのりてき大小だいしょう

てい

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よう右手みぎててい则决じょうりょくのり方向ほうこう

ちからのりとう于作よう于杠杆的作用さようりょく支点してんいたちからてき垂直すいちょく距离れい如,3 うしてき作用さようりょくほどこせ于离支点してん2 べい处,しょ产生てきりょくのりとう于1うし顿的作用さようりょくほどこせ于离支点してん6めーとる处,しょ产生てきりょくのりちからのりりょうちからのりてき方向ほうこうあずか它所造成ぞうせいてき旋转运动てき旋转轴同方向ほうこうちからのりてき方向ほうこう以用右手みぎてていらい决定,也可以用またじょう计算。かり设作ようりょく垂直すいちょく于杠杆。はた右手みぎて往杠杆的旋转方向ほうこう弯卷,しんじきてきだい拇指ぼしあずか支点してんてき旋转轴同ちょく线,则大拇指ぼし指向しこうりょくのりてき方向ほうこう[8]

かり设作ようりょくほどこせ位置いちてき粒子りゅうし。选择原点げんてん(以红てん表示ひょうじ)为参考さんこうてんただゆう垂直すいちょく分量ぶんりょうかい产生りょくのり。这力のりてき大小だいしょう方向ほうこう为垂ちょく于屏まくむこうがい

さら一般いっぱん,如图みぎかり设作ようりょくほどこせ位置いちてき粒子りゅうし。选择原点げんてん参考さんこうてんちからのり以方ほどてい义为

ちからのり大小だいしょう

其中,两个りょうあずかこれ间的夹角。

ちからのり大小だいしょう也可以表示ひょうじ

其中,作用さようりょく对于てき垂直すいちょく分量ぶんりょう

にんなにあずか粒子りゅうしてき位置いちりょう平行へいこうてき作用さようりょくかい产生りょくのり

从叉积的せい质,推论,ちからのり垂直すいちょく位置いちりょう作用さようりょくちからのりてき方向ほうこうあずか旋转轴平行へいこうゆかり右手みぎててい则决じょう

あずかかく动量间的关系

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こころ引力いんりょくまとりょくのり造成ぞうせいかく动量てきあらため变。よし此,陀螺てい进动现象。

かり设一个粒子的位置为,动量为。选择原点げんてん参考さんこうてん,此粒子りゅうしてきかく动量

粒子りゅうしてきかく动量对于时间てき导数为

其中,质量,速度そくど加速度かそくど

应用うし顿第定律ていりつ以得いた

按照りょくのりてきてい义,所以ゆえん

作用さよう于一物体ぶったいてきりょくのり,决定りょう物体ぶったいてきすみ动量对于时间てき导数。

かり设几个力のり共同きょうどう作用さよう于物たい,则这几个りょくのりてき合力ごうりょくのり共同きょうどう决定かく动量てき对于时间てき变化:

关于物体ぶったいてき绕着固定こてい轴的旋转运动,

其中,物体ぶったい对于固定こてい轴的转动惯量物体ぶったいてき角速度かくそくど

所以ゆえん取上とりあげじゅつかたほど对时间的导数:

其中,物体ぶったいてきすみ加速度かそくど

单位

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ちからのりてきてい义是距离作用さようりょくすえこく际单せいちからのりてき单位うしべい[9](Nm)。虽然うし顿与まいてき次序じじょざい数学すうがくじょう以交换的,ただしこれくに际重りょう测量きょくBureau International des Poids et Mesures)规定这次じょ应是うしべい,而不まいうし[10]

すえくに际单せいのうりょうあずかこうりょうてき单位こげみみてい义为1うしこめただしこげみみりょくのりてき单位。よし为,のうりょうりょくてん距离てき标量;而力のり距离また作用さようりょく的矢まとやりょう当然とうぜんりょうあいどう不尽ふじんたくみごう使つかい1うしべいてきりょくのり作用さよう1 ぜん需要じゅよう恰巧こげみみてきのうりょう

其中,是能これよしりょううつり动的角度かくど,单位

すええいせいちからのりてき单位えいじゃく磅。

のりひじかたほど

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のりひじ

ざい物理ぶつり学外がくがい,其他てきがく术界さとちからのり时常かい如以てい义:

みぎ图显しめせのりひじ(moment arm)、前面ぜんめんしょつつみ及的しょう位置いち作用さようりょく(force)。这个てい义并ぼつゆうゆび出力しゅつりょくのりてき方向ほうこうただ有力ゆうりょくのりてき大小だいしょう所以ゆえん,并不适用于三维空间问题。

しずかりょく概念がいねん

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とう一个物体在静态平衡时,合力ごうりょくれい,对任なん一点的合力矩也是零。二维空间的平衡要求是

这里,作用さようりょくぶん别在x-轴与y-轴的分量ぶんりょうかりわか,这さん联立かたほどゆうかい,则称此系统为せいじょうけい统;しか,则称为せい不定ふていけい统。

ちからのりのうりょうかずいさおりつ间的关系

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かり设施作用さようりょく于一物体ぶったい使つかいとく此物たいうつりいちだん距离,则作ようりょく对于此物体ぶったい做了つくえ械功。类似かり设施りょくのり于一物体ぶったい使つかいとく物体ぶったい旋转いちだんかくうつり,则力のり对于此物体ぶったい做了つくえ械功。对于穿过质心的しんてき固定こてい轴的旋转运动,以数がくかたほどおもて达,

其中,つくえ械功,ぶん别是はつはじめすみかず终结かく无穷小角おがくうつり元素げんそ

すえこうのう定理ていり代表だいひょう物体ぶったいてき旋转动能てきあらため变,以方ほどおもて达,

こうりつ单位时间内所ないしょ做的つくえ械功。对于旋转运动,こうりつ以方ほどおもて达为

注意ちゅういちからのり注入ちゅうにゅうてきこうりつただ跟瞬时角速度そくどゆう关,而角速度そくどいやざい增加ぞうかちゅうあるざい减小ちゅうある保持ほじ变,こうりつあずか这些じょう况无关。

实际じょうざいあずか大型おおがた输电网络しょう连接てき发电厂里,以观察到这关けい。发电厂的发电つくえてき角速度かくそくどよし输电网络てき频率设定,而发电厂てきこうりつ输出よし作用さよう于发电机转动轴的りょくのりしょ决定。

ざい计算こうりつ时,必须使用しよう一致いっちてき单位。さいようこく际单せいこうりつてき单位かわらとくちからのりてき单位うし顿-べい角速度かくそくどてき单位每秒まいびょうまいぶん钟转そくrpm,也不每秒まいびょう钟转そく)。

ちからのり原理げんり

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ちからのり原理げんり阐明,几个作用さようりょくほどこせ于某位置いちしょ产生てきりょくのりてき总和,とう于这些作ようりょくてき合力ごうりょくしょ产生てきりょくのりちからのり原理げんりまたさと定理ていり(Varignon's theorem)[11](以法こく科学かがくけん神父しんぷかわほこり尔·さと命名めいめい),以方ほどおもて达,

参考さんこう文献ぶんけん

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  1. ^ https://terms.naer.edu.tw/detail/09e3fa45b1d9fac0d25d6a44e794f576/?seq=2
  2. ^ そん副本ふくほん. [2023-05-19]. (原始げんし内容ないようそん于2023-05-19). 
  3. ^ Serway, R. A. and Jewett, Jr. J. W. (2003). Physics for Scientists and Engineers. 6th Ed. Brooks Cole. ISBN 978-0-534-40842-8.
  4. ^ そん副本ふくほん. [2023-05-19]. (原始げんし内容ないようそん于2023-05-19). 
  5. ^ そん副本ふくほん. [2023-05-19]. (原始げんし内容ないようそん于2023-05-19). 
  6. ^ そん副本ふくほん. [2023-05-19]. (原始げんし内容ないようそん于2023-05-19). 
  7. ^ そん副本ふくほん. [2023-05-19]. (原始げんし内容ないようそん于2023-05-19). 
  8. ^ *乔治亚州州立しゅうりつ大学だいがくGeorgia State University)线上物理ぶつり网页:ちからのりてき右手みぎて定則ていそく, [2007-09-08], (原始げんし内容ないようそん于2007-08-19) 
  9. ^ SI brochure Ed. 8, Section 5.1, Bureau International des Poids et Mesures, 2006 [2007-04-01], (原始げんし内容ないようそん档于2007-05-19) 
  10. ^ SI brochure Ed. 8, Section 2.2.2, Bureau International des Poids et Mesures, 2006 [2007-04-01], (原始げんし内容ないようそん档于2005-03-16) 
  11. ^ Engineering Mechanics: Equilibrium, by C. Hartsuijker, J. W. Welleman, page 64

延伸えんしん阅读

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まいり

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外部がいぶ链接

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