力偶英文解释翻译、力偶的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 couple
分词翻译:
力的英语翻译:
all one's best; force; power; puissance; strength
【化】 force
【医】 dynamo-; ergo-; force; potency; potentia; Power; stheno-; strength; vis
偶的英语翻译:
by chance; even; idol; image; mate; spouse
【医】 pair
专业解析
力偶 (Lì ǒu) 的汉英词典释义与工程力学解析
在工程力学和物理学领域,“力偶”是一个核心概念,指代一对特定关系的作用力。其汉英词典释义及详细解析如下:
1. 基础定义 (Basic Definition)
- 汉语释义: 力偶是指大小相等、方向相反、作用线互相平行但不共线的两个力组成的力系。
- 英文对应:Couple (或Force Couple)。
- 核心特征: 这对力不满足力的平移定理,因为它们不作用在同一直线上。它们的主要效应是产生纯粹的转动效果(力矩),而不会产生任何平移(合力为零)。
2. 物理特性与效应 (Physical Characteristics & Effects)
- 合力为零 (Zero Resultant Force): 由于两个力大小相等、方向相反,它们在任意方向上的矢量和(合力)均为零。这意味着力偶不会引起物体质心的平移运动。
- 产生力偶矩 (Produces a Couple Moment/Torque): 力偶对物体产生的转动效应用力偶矩(或简称“偶矩”)来衡量。力偶矩的大小等于其中一个力的大小乘以两个力作用线之间的垂直距离(力偶臂)。其方向遵循右手定则,垂直于力偶所在的平面。
- 计算公式: 力偶矩 ( M ) 可表示为:
$$
M = F times d
$$
其中:
- ( F ) 是力偶中一个力的大小。
- ( d ) 是力偶臂的长度(两平行作用线间的垂直距离)。
- 自由矢量 (Free Vector): 力偶矩是一个自由矢量。这意味着只要力偶矩的大小和方向保持不变,该力偶可以在其作用平面内任意移动或旋转,或者平行移动到另一个平行平面内,其对刚体的转动效应是相同的。这是力偶的一个重要性质。
3. 工程应用实例 (Engineering Applications)
力偶的概念在工程实践中无处不在,例如:
- 拧紧螺栓/螺母: 用扳手施加的力通常构成一个力偶,产生使螺栓旋转的力矩。
- 方向盘操作: 驾驶员双手在方向盘上施加大小相等、方向相反的力(构成力偶),使车轮转向。
- 机械传动: 许多传动机构(如齿轮、皮带轮)中,力的传递常涉及力偶产生的转矩。
- 结构分析: 在分析梁、框架等结构的内力(特别是弯矩)时,力偶是理解截面受力状态的关键。
权威参考来源 (Authoritative References):
- 《工程力学(静力学)》(Engineering Mechanics: Statics): 如清华大学出版社、高等教育出版社出版的教材,或国际经典教材如 R.C. Hibbeler 的 Engineering Mechanics: Statics。这些教材在“平面力系”或“空间力系”章节会系统阐述力偶的定义、性质、计算及其等效替换。
- 《理论力学》(Theoretical Mechanics): 周衍柏等编著的教材或类似权威著作,在“刚体力学”部分会深入讨论力偶及其矩的特性。
- 专业物理词典或百科全书: 如《中国大百科全书》物理学卷或力学卷,或 Encyclopaedia Britannica 中的相关条目。
总结 (Summary)
力偶(Couple)是工程力学中描述纯转动效应的基本力学模型,由一对大小相等、方向相反、作用线平行且不共线的力构成。其核心特征在于合力为零但会产生力偶矩(( M = F times d )),该力矩是自由矢量。理解力偶对于分析物体的转动平衡、机械设计、结构受力至关重要。其严谨定义和性质在权威的工程力学或理论力学教材中有详细论述。
网络扩展解释
力偶是力学中的一个基本概念,指两个大小相等、方向相反且作用线不共线的平行力组成的力系。以下从定义、特性、计算和应用四个方面详细解释:
1. 定义与核心特性
- 组成:力偶由一对大小相等(( F_1 = F_2 ))、方向相反的力构成,两力作用线平行但不重合(即存在垂直距离 ( d ),称为力偶臂)。
- 效果:力偶不会使物体产生平动(合力为零),但会产生纯转动效应,其转动效果由力偶矩(力矩)衡量。
- 独立性:力偶矩的大小和方向与参考点的位置无关,因此力偶属于自由矢量,可在作用平面内任意平移而不改变对刚体的作用效果。
2. 力偶矩的计算
力偶矩(( M ))表示力偶的转动能力,计算公式为:
$$
M = F times d
$$
- ( F ):单个力的大小;
- ( d ):力偶臂的长度(两力作用线间的垂直距离);
- 方向由右手定则确定,垂直于力偶所在平面。
3. 实际应用
- 机械工程:如用扳手拧螺丝时,双手施加的力形成力偶,产生旋转效果。
- 汽车方向盘:驾驶员双手施加反向力,通过力偶矩实现转向。
- 结构平衡:在桥梁或建筑设计中,需分析力偶对支撑结构的转动影响,防止倾覆。
4. 与单个力矩的区别
- 单个力矩:一个力对某点的转动效应,大小和方向依赖于参考点位置。
- 力偶矩:与参考点无关,仅由两力的大小和距离决定,因此更适用于描述纯转动作用。
力偶是描述物体纯转动效应的力学模型,其核心在于等值、反向且不共线的力对。理解力偶有助于分析机械运动、结构稳定性等工程问题。若需进一步学习,建议参考《工程力学》教材或相关教学视频。
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