扭矩。。。

τ=Iα,τ=FRsinθ

一跷跷板,支点为O,A、B为两端,A距O为ⅹ₁,B距O为ⅹ₂,A端施加力F₁,B端施加力F₂,保持平衡。→τ=0→F₁ⅹ₁+(-F₂ⅹ₂)=0→

F₁ⅹ₁=F₂ⅹ₂,A、B的转矩方向相反。

以支点算转矩,设N为支点力,

τ=NRsinθ=0,因R=0,不用考虑支点力。若不以支点算转矩,τ=ΣFₐⅹₐ=ΣFₐ(ⅹ+a)=ΣFₐⅹ+ΣFₐa=

ΣFₐⅹ+aΣFₐ,Fₐ代表所有可能的力,x代表平均力臂(相对原支点),a代表新考虑转动点距原支点的距离,→结果为0。

坚梯子爬墙,假设墙面光滑,地面静摩擦系数为μ,梯子与地面夹角为θ,梯子质量为m。

墙面对梯子有一水平方向推力F₁,地面对梯子的力分为水平方向静摩擦力F₂,垂直方向支持力N,重力mg。合力为0→F₁=F₂,N=mg

以地面接触点为支点,τ=0→

F₁Lsinθ=mg(L/2)cosθ→

tanθ=mg/(2F₁)=mg/(2F₂),F₂≤μmg→tanθ≥1/2μ

三维空间中转动绕一固定轴转动,不再是二维空间中绕一点转动。所以二维中的τ在三维中成为矢量(τ→)

(τ→)=(F→)❌(R→)=FRsinθ(定义为两向量叉乘,与点乘不同)。

(L→)=(R→)❌(p→)

dL/dt=(dR/dt)(p→)+(dp/dt)(R→)=

(v→)(p→)+(F→)(R→),v与p同向,叉乘为0,→

dL/dt=(F→)❌(p→)=(τ→)。

L=RP=RmRw=mR₂w=Ⅰw。

两向量叉乘方向判断,右手定则,以叉乘两向量确定一平面,按叉乘顺序弯曲四指,坚起大拇指即为叉乘方向。如陀螺逆时针旋转,产生一个向上的力矩,若用一根轻绳掉起来,陀螺绕绳转,若陀螺本身不旋转,绳的旋转因陀螺重力,旋转幅度变小,若陀螺本身逆时针旋转,产生一个向上力矩,一定程度克服重力影响,若顺时针,则加重重力影响。

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页面更新:2024-03-24

标签:静摩擦   力臂   支持力   转矩   力矩   逆时针   向量   梯子   扭矩   陀螺   重力   支点   墙面   地面   方向   代表

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