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力对物体作用时可以产生移动和转动两种效应。力的移动效应取决于力的大小和方向,为了度量力的转动效应,需引入力矩的概念。谁曾经想过用杠杆来移动地球?古希腊科学家阿基米德曾说过“如果给我一个支点,我就能撬起地球”。这句名言从理论上讲是完全正确的,因为杠杆能使力变大,只要杠杆足够长,就能产生足够大的力来“搬动”地球。动力臂越长,施力的一方经过的距离越长,力省了,可增加了距离。如果真有一个支点,要撬动地球,恐怕撬棍的动力臂长得你无法想象,比阻力臂要长1000万万亿倍,要把地球撬起1厘米,如果按每秒移动1米计算,要花3万亿年的时间,这比地球的历史还要长。——来自中国科普网§3-1力矩的概念和计算根据转动效应的转向取适当的正负号称为力F对点O之矩,简称力矩,以符号MO(F)表示。力矩的单位:国际制N·m,kN·m工程制公斤力米(kgf·m)(2)力的作用线如通过矩心,则力矩为零;反之,如果一个力其大小不为零,而它对某点之矩为零,则此力的作用线必通过该点;2.合力矩定理则§3-2力偶的概念(2)力偶的性质(3)力偶矩(4)力偶的三要素设有一力偶(F,F′),如图所示.运用加减平衡力系的公理并注意到:两个重要推论:推论2在保持力偶矩的大小和转向不变的条件下,可以任意改变力偶中力和力偶臂的大小而不改变力偶对物体的转动效应,其中F1d=F2D§3-3平面力偶系的合成与平衡这样得到新的力偶(FR,FR′),则2.平衡条件两力偶作用在板上,尺寸如图,已知F1=F2=1.5kN,F3=F4=1kN,求作用在板上的合力偶矩。长为4m的简支梁的两端A、B处作用有二个力偶,大小各为M1=16N·m,M2=4N·m,转向如图。试求A、B支座的约束力。由平衡方程如图所示的铰接四连杆机构OABD,在杆OA和BD上分别作用着矩为M1和M2的力偶,而使机构在图示位置处于平衡。已知OA=r,DB=2r,θ=30°,不计各杆自重,试求M1和M2间的关系。解:因为杆AB为二力杆,故其反力FAB和FBA只能沿A,B的连线方向。B思考题3-1如图所示,在物体上作用有两力偶(F1,F1′)和(F2,F2′)其力多边形封闭。问该物体是否平衡?为什么?图3-18所示圆盘由O点处的轴承支持,在力偶M和力F的作用下处于平衡。能不能说力偶被力F所平衡?为什么?两轮半径同为r,一轮在轮缘上受一大小为F的力作用,另一轮在轮缘上受两个方向相反、大小都是F/2的力作用,各轮上的力对轮心的矩是否相同?两轮上的力对轮的外效应是否相同?图中所示两轮在图示主动力作用下能否处于平衡?为什么?若不能平衡,可否再在轮上加一个力使之平衡?如何加?第三章结束