力矩的方向有什么意义,为什么和力的方向和旋转方向都不一样

作者&投稿:印纪 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
物理上为什么力和力矩的方向不一样? 他们分别表征什么?~

力和力矩都是矢量,力矩=力 叉乘 力臂
所以力矩垂直于力和力臂构成的平面
力是使物体的运动状态发生改变
力矩描述力使物体产生转动的效果

力矩的方向的定义,与角速度类似。
例如,空间内有一球在原地转动。
如果没有这样的定义方式,你怎么描述这个球是怎么转的?
难道要说,从xxxx位置看过去,是顺时针转的?
现在用一个向量的方式定义,别人只要右手法则一下,就知道这个球转动的转轴和顺/逆时针了。

力矩是为了方便研究刚体“转动”而提出的概念;就像力在“平动”中的作用一样;
运动有方向,所以力是有方向的;转动也有方向,所以力矩也得有方向;

最简单的平动是直线运动,直线运动中,运动的方向只有2个,而影响运动的力的方向也只有2个;二力矢量和为零,则“质点”处于平衡状态;
最简单的转动是平面转动,平面转动中,转动的方向也只有2个(逆时针和顺时针),相应的力矩的方向也只有2个:垂直平面向下和垂直平面向上;两力矩的矢量和为零,则刚体在转动上平衡(不转动或匀速转动);

至于为什么选择这样的两个方向,这可以从数学上找到根由。
力和力矩都是矢量(即向量),它们的合成最终都是矢量的加法运算;
除了加法(向量和),矢量还有点乘(数量积)和叉乘(向量积)的运算;
数量积可参考“功”的概念;而向量积的应用之一就是力矩:力矩就是力和力臂(加上方向)的向量积;

作为一个向量,向量积的大小:反应了一个向量在另一个向量的“垂直方向”上的作用效果(数量积则是平行方向上的效果);因为是垂直,这就有了两个方向,最终的计算结果应该如何确定方向呢?
因为两个向量有主次之分:一个是作用者,一个是被作用者;若将二者地位调换,则作用程度(大小)不变,但效果相反——这不正是向量的方向的意义吗?所以:
向量积的方向,反应了两个向量间的“作用方式”;而这个方式只有两种:要么A对B,要么B对A;它与A、B本身的方向均无关,即与A、B所在的平面无关;
所以,与其在平面内与A、B的方向纠缠不清,还不如另辟蹊径,从一个新的维度上寻找“方向”;自然而然结果就是:A、B向量积的方向垂直于A、B所确定的平面,是超脱于AB二维平面的第三个维度,这一个维度正好可提供所需的两个方向;

而向量积的这些属性,恰好满足对“力在转动中的作用效果”的研究,所以就有了这个用向量积定义的概念——力矩。

力矩是为了方便研究刚体“转动”而提出的概念;就像力在“平动”中的作用一样;
运动有方向,所以力是有方向的;转动也有方向,所以力矩也得有方向;
最简单的平动是直线运动,直线运动中,运动的方向只有2个,而影响运动的力的方向也只有2个;二力矢量和为零,则“质点”处于平衡状态;
最简单的转动是平面转动,平面转动中,转动的方向也只有2个(逆时针和顺时针),相应的力矩的方向也只有2个:垂直平面向下和垂直平面向上;两力矩的矢量和为零,则刚体在转动上平衡(不转动或匀速转动);
至于为什么选择这样的两个方向,这可以从数学上找到根由。
力和力矩都是矢量(即向量),它们的合成最终都是矢量的加法运算;
除了加法(向量和),矢量还有点乘(数量积)和叉乘(向量积)的运算;
数量积可参考“功”的概念;而向量积的应用之一就是力矩:力矩就是力和力臂(加上方向)的向量积;
作为一个向量,向量积的大小:反应了一个向量在另一个向量的“垂直方向”上的作用效果(数量积则是平行方向上的效果);因为是垂直,这就有了两个方向,最终的计算结果应该如何确定方向呢?
因为两个向量有主次之分:一个是作用者,一个是被作用者;若将二者地位调换,则作用程度(大小)不变,但效果相反——这不正是向量的方向的意义吗?所以:
向量积的方向,反应了两个向量间的“作用方式”;而这个方式只有两种:要么A对B,要么B对A;它与A、B本身的方向均无关,即与A、B所在的平面无关;
所以,与其在平面内与A、B的方向纠缠不清,还不如另辟蹊径,从一个新的维度上寻找“方向”;自然而然结果就是:A、B向量积的方向垂直于A、B所确定的平面,是超脱于AB二维平面的第三个维度,这一个维度正好可提供所需的两个方向;
而向量积的这些属性,恰好满足对“力在转动中的作用效果”的研究,所以就有了这个用向量积定义的概念——力矩。

刚体在旋转的时候,是有一个角速度,这个角速度的方向规定为与刚体的旋转方向是右手螺旋的关系,所以旋转的方向其实并不是角速度的方向,你的问题中我直接是后半句话,力不见得和旋转方向会不一样,只是刚体在旋转的时候能让刚体旋转的作用力的方向一定会有跟刚体旋转角速度垂直的分量,而这个与角速度垂直的分量你考虑下,难道不应该是跟刚体的旋转方向一致吗?虽然这个力的分量方向一直在变化,但是刚体上某个质点的旋转方向不也一直在变化吗?至于所说的逆时针和顺时针是对于整体来说的,因为考虑下刚体旋转轴的两个对称点就可以了。还有刚体上面的质点旋转方向和角速度方向不一样。这是两个概念。
当然了,限于我的水平,我就说这么多,如果有错在所难免。

和旋转方向有关系,指向转动轴


力矩的方向代表的实际意义什么
力矩的方向代表的实际意义什么力矩的方向代表的实际意义是,与力的方向垂直。因为受力分析都要做力的垂直距离。否则最简单的杠杆平衡都很难求出。

力矩的方向有什么意义,为什么和力的方向和旋转方向都不一样
力矩是为了方便研究刚体“转动”而提出的概念;就像力在“平动”中的作用一样;运动有方向,所以力是有方向的;转动也有方向,所以力矩也得有方向;最简单的平动是直线运动,直线运动中,运动的方向只有2个,而影响运动的力的方向也只有2个;二力矢量和为零,则“质点”处于平衡状态;最简单的转动是平...

力矩的方向有什么用?有什么物理意义?
力矩是在一个平面上的,它使物体有转动的趋势。力矩的方向由如下方法确定:方向垂直于力矩平面,用右手定则确定其指向。这样可以仅用一个矢量来唯一确定地表示力矩所在平面和及其方向。

力矩的方向有什么用?有什么物理意义
力矩是在一个平面上的,它使物体有转动的趋势。力矩的方向由如下方法确定:方向垂直于力矩平面,用右手定则确定其指向(右手在力矩平面内沿着该力矩使物体有转动趋势的方向握住,大拇指指向即为力矩的方向)这样可以仅用一个矢量来唯一确定地表示力矩所在平面和及其方向。

力矩的方向代表什么?
力矩的方向代表的实际意义是,与力的方向垂直。因为力矩的方向是这样规定的:伸出右手,使拇指与四指垂直,四指沿F推动物体转动的方向弯曲,则拇指所指的方向就是F的力矩的方向.由于拇指与四指的方向间的关系是一一对应的,因此力矩的方向就唯一反映了F推动物体转动的方向。力矩在物理学里是指作用力使物体绕...

力矩的物理意义是什么?它的方向又表示什么?
力矩是描述力的旋转效果的物理量,力矩越大说明旋转效果越好。力矩的方向是这样规定的:伸出右手,使拇指与四指垂直,四指沿F推动物体转动的方向弯曲,则拇指所指的方向就是F的力矩的方向。由于拇指与四指的方向间的关系是一一对应的,因此力矩的方向就唯一反映了F推动物体转动的方向。

力矩的方向有什么意义
力的矢量和决定物体的平动加速度 力矩的矢量和决定物体转动的角加速度

力矩的物理意义
问题一:力矩的现实意义是啥 要使物体旋转,就需要力矩。现实生活中有很多例子,最常见的是要使汽车或自行车运动,就需要通过轮轴输送一定的力矩,才能使车轮转动。我们开门的时候也是通过手给钥匙一定的力矩,使钥匙旋转打开锁。问题二:力矩的方向有什么意义 力的矢量和决定物体的平动加速度 力矩的矢...

力矩的方向顺时针正负是什么意思?
力矩是有方向的,有正向就有负向。用矢量运算法则确定的,即右手四指的弯曲方向从位移方向沿着小于180度的夹角方向转向力矢量时大拇指的指向,如果这个方向和假定的正方向相同就记为正,否则记为负。实际当中这样做比较麻烦,我们可以从假定的正方向看过去,如果这个力使物体产生逆时针方向的转动,我们就...

力矩的方向有什么意义?
当物体绕固定轴转动时,力矩只有两种可能的方向,所以可用正负号来表示。一般规定:使物体沿逆时针方向转动的力矩为正;使物体沿顺时针方向转动的力矩为负。因此作用于有固定轴的转动物体上的几个力矩的合力矩就等于它们的代数和。这个代数和将决定物体是处于平衡状态,还是非平衡状态。在国际单位制中,...

五华县13936784939: 力矩的方向代表的实际意义什么 -
包穆正柴: 力矩的方向代表的实际意义是,与力的方向垂直.因为受力分析都要做力的垂直距离.否则最简单的杠杆平衡都很难求出.

五华县13936784939: 力矩的方向有什么意义,为什么和力的方向和旋转方向都不一样 -
包穆正柴: 力矩是为了方便研究刚体“转动”而提出的概念;就像力在“平动”中的作用一样; 运动有方向,所以力是有方向的;转动也有方向,所以力矩也得有方向;最简单的平动是直线运动,直线运动中,运动的方向只有2个,而影响运动的力的方...

五华县13936784939: 力矩的方向有什么用?有什么物理意义? -
包穆正柴: 力矩是在一个平面上的,它使物体有转动的趋势. 力矩的方向由如下方法确定: 方向垂直于力矩平面,用右手定则确定其指向(右手在力矩平面内沿着该力矩使物体有转动趋势的方向握住,大拇指指向即为力矩的方向) 这样可以仅用一个矢量...

五华县13936784939: 力矩的方向代表什么?为什么力矩的方向同时垂直力和力臂的方向?请予以详细的说明, -
包穆正柴:[答案] 在纯转动的领域内,力矩的方向就是转动轴的方向,而不是有什么东西要朝这个方向运动. 判断力矩方向时采用右手螺旋定则,四指方向先指向力的方向,然后弯向力臂方向,此时大拇指的方向就是力矩的方向.

五华县13936784939: 力矩方向的物理意义是什么? -
包穆正柴: 力矩方向的物理意义就是作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向力矩的单位是牛顿-米.力矩希腊字母是 tau.力矩的概念,起源于阿基米德对杠杆的研究.转动力矩又称为转矩或扭矩.力矩能够使物体改变其旋转运动.推挤或拖拉涉及到...

五华县13936784939: 力矩的方向代表的实际意义什么 -
包穆正柴:[答案] 力矩的方向代表的实际意义是,与力的方向垂直.因为受力分析都要做力的垂直距离.否则最简单的杠杆平衡都很难求出.

五华县13936784939: 力矩的物理意义是什么?它的方向又表示什么? -
包穆正柴:[答案] 力矩是描述力的旋转效果的物理量,力矩越大说明旋转效果越好.力矩的方向是这样规定的:伸出右手,使拇指与四指垂直,四指沿F推动物体转动的方向弯曲,则拇指所指的方向就是F的力矩的方向.由于拇指与四指的方向间的关系是一一对应的,因...

五华县13936784939: 力矩的方向有什么意义 -
包穆正柴: 力的矢量和决定物体的平动加速度 力矩的矢量和决定物体转动的角加速度

五华县13936784939: 物理上力矩有什么实际意义吗? -
包穆正柴: 力矩(torque):力(F)和力臂(L)的叉乘(M).物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离. 如果没有力矩,所有车上的方向盘就不起作用. 力矩起初使用在杠杆上的,回想一下杠杆的工作情形,就能理解了!

五华县13936784939: 请问力矩的方向为什么垂直与力和力臂的平面呢?为什么它的方向不是沿着力的方向啊?比如在杠杆中,以力的方向作为力的方向不是更容易理解么?力矩... -
包穆正柴:[答案] 力矩的作用是使物体转动.转动只有两个方向,显然,定义成垂直于力和力臂平面的方向,再用某种规定的对应关系(例如右手法则),则可以表示出力矩对于物体旋转的影响.例如转动的快慢,转动的方向(顺时针还是逆时针). 如果定义成力的方向...

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