力矩是什么意思?

在物理學(xué)里，作用力使物體繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸或支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向，稱為力矩（torque）。力矩的單位是牛頓-米。力矩希臘字母是 tau。力矩的概念，起源于阿基米德對(duì)杠桿的研究。轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又稱為轉(zhuǎn)矩或扭矩。力矩能夠使物體改變其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。推擠或拖拉涉及到作用力 ，而扭轉(zhuǎn)則涉及到力矩。力矩等于徑向矢量與作用力的叉積。（不是點(diǎn)乘，叉積和乘積不一樣）

力矩計(jì)算公式及單位


力矩(torque)：位矢(L)和力（F）的叉乘(M)。物理學(xué)上指使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的力乘以到轉(zhuǎn)軸的距離。
即：M=LxF。其中L是從著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離矢量, F是矢量力；力矩也是矢量。

力矩的量綱是力×距離；與能量的量綱相同。但是力矩通常用牛頓-米，而不是用焦耳作為
單位。力矩的單位由力和力臂的單位決定。
力對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量?？煞譃榱?duì)軸的矩和力對(duì)點(diǎn)的矩。力對(duì)軸的矩是力對(duì)物體產(chǎn)生繞某一軸轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。它是代數(shù)量，其大小等于力在垂直于該軸的平面上的分力同此分力作用線到該軸垂直距離的乘積；其正負(fù)號(hào)用以區(qū)別力矩的不同轉(zhuǎn)向，按右手螺旋定則確定：以右手四指沿分力方向（X軸/Y軸），且掌心面向轉(zhuǎn)軸（X軸/Y軸）而握拳，大拇指方向（Z軸）與該軸正向一致時(shí)取正號(hào)，反之則取負(fù)號(hào)。力對(duì)點(diǎn)的矩是力對(duì)物體產(chǎn)生繞某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)作用的物理量。它是矢量，等于力作用點(diǎn)位置矢r和力矢F的叉乘[2] 。例如 ，用球鉸鏈固定于O點(diǎn)的物體受力F作用，以r表示自O(shè)點(diǎn)至F作用點(diǎn)A的位置矢，r和F的夾角為a（見圖）。物體在F作用下 ，繞垂直于r與F組成的平面并通過O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng) 。轉(zhuǎn)動(dòng)作用的大小和轉(zhuǎn)軸的方向取決于F對(duì)O點(diǎn)的矩矢M，M=r×F ；M的大小為rFsina ，方向由右手定則確定 。力矩M 在過矩心O的直角坐標(biāo)軸上的投影為 Mx 、My 、Mz ?？梢宰C明 Mx 、My 、Mz 就是F對(duì)x ，y，z軸的矩。力矩的量綱為L(zhǎng)^2MT^(-2)，其國(guó)際
制單位為N?m。
例如，3牛頓的力作用在離支點(diǎn)2米的杠桿上的力矩等于1牛頓的力作用在離支點(diǎn)6米的力矩，這里假設(shè)力與杠桿垂直。一般地，力矩可以用矢量叉積（注意：不是矢量點(diǎn)乘）定義：
其中r是從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到力的矢量, F是矢量力。
注：力矩的單位是N●m或kN●m?。


力矩單位

單位變換
力矩的量綱是距離乘以力；依照國(guó)際單位制，力矩單位是牛頓-米。雖然牛頓與米的次序，在數(shù)學(xué)上，是可以變換的。BIPM (國(guó)際重量測(cè)量局) 設(shè)定這次序應(yīng)是牛頓-米，而不是米-牛頓。

國(guó)際單位制
依照國(guó)際單位制，能量與功量的單位是焦耳，定義為 1 牛頓-米。但是，焦耳不是力矩的單位。因?yàn)?，能量是力點(diǎn)積距離的標(biāo)量；而力矩是距離叉積力的偽矢量。當(dāng)然，量綱相同并不盡是巧合；使 1 牛頓-米的力矩，作用一全轉(zhuǎn)，需要恰巧 2*Pi 焦耳的能量。

單位爭(zhēng)議
事實(shí)上，力矩與能量的關(guān)系是能量和一個(gè)對(duì)數(shù)矢量2π[lnK]的乘積，即t=2πQ[lnK]，[lnk]的方向垂直于作用平面。因此用焦耳做單位也不是錯(cuò)誤的。做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，K=e，因此使 1 牛頓-米的力矩，作用一全轉(zhuǎn)，需要恰巧 2*Pi 焦耳的能量。