在工程力學(xué)中,力矩的正負(fù)主要取決于力的大小和方向,以及矩心(作用點(diǎn))的位置。判斷力矩正負(fù)的方法如下:
1. 當(dāng)力(F)作用于矩心時(shí),如果矩心的逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎瑒t力矩為正;如果矩心的順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎瑒t力矩為負(fù)。
2. 當(dāng)力作用于矩心之外的物體上時(shí),判斷力矩的正負(fù)主要依據(jù)是看該力是否與矩心的運(yùn)動(dòng)方向一致。如果一致,則為正;反之,則為負(fù)。
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假設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)方體形狀的物體,其長(zhǎng)、寬、高分別為10cm、5cm和2cm。一個(gè)大小為1N的力作用在長(zhǎng)方體的左后方(即與長(zhǎng)方體的長(zhǎng)邊平行的方向),請(qǐng)判斷該力矩(即該力作用于長(zhǎng)方體上所產(chǎn)生的扭矩)的正負(fù)。
首先,我們需要確定力臂的方向。在本例中,由于力作用在長(zhǎng)方體的左后方,所以力臂的方向?yàn)殚L(zhǎng)方體的短邊(即高為2cm的那條邊)。
接下來(lái),我們需要確定作用力的方向。在本例中,作用力是朝后的,即與長(zhǎng)方體的長(zhǎng)邊垂直。
根據(jù)工程力學(xué)的知識(shí),當(dāng)力與力臂的垂直平分線方向一致時(shí),所產(chǎn)生的力矩為正;反之,當(dāng)力與力臂的垂直平分線方向相反時(shí),所產(chǎn)生的力矩為負(fù)。
因此,在這個(gè)例子中,由于作用力是朝后的,與長(zhǎng)方體的長(zhǎng)邊垂直,所以它所產(chǎn)生的力矩為正。
總結(jié):判斷力矩的正負(fù)主要取決于力臂的方向和大小,以及作用力的方向。在上述例題中,由于作用力的方向與長(zhǎng)方體的長(zhǎng)邊垂直,且力臂的方向?yàn)槎踢叄援a(chǎn)生的力矩為正。