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力偶的意思、力偶的详细解释

关键字:

力偶的解释

[couple] 作用于同一物体上的一对大小相等、方向相反且不在一直线上的力。它可使物体转动

词语分解

专业解析

力偶是力学中的一个基本概念,指大小相等、方向相反、作用线平行但不共线的两个力组成的力系。其核心作用是使物体产生纯转动效应,而不产生平移运动。以下从汉语词典释义、物理特性及应用角度详细说明:


一、汉语词典释义

根据《现代汉语词典》(第7版)定义:

力偶(lì ǒu):作用于物体上的两个大小相等、方向相反且不在同一直线上的力,能使物体发生转动。

来源:中国社会科学院语言研究所词典编辑室. 现代汉语词典(第7版)[M]. 北京:商务印书馆,2016.


二、物理特性与作用原理

  1. 转动效应

    力偶对物体的转动效果由力偶矩衡量,计算公式为:

    $$ M = F times d $$

    其中 ( F ) 为单个力的大小,( d ) 为两力作用线间的垂直距离(力偶臂)。

    来源:周衍柏. 理论力学教程(第4版)[M]. 北京:高等教育出版社,2019.

  2. 无平移效果

    因两力矢量和为零,物体质心不受影响,故不产生平动加速度。

    来源:刘延柱. 工程力学(静力学与动力学)[M]. 北京:机械工业出版社,2020.


三、工程应用实例


四、与力矩的区别


力偶的本质是一对等值反向的平行力,其唯一效果是改变物体的转动状态。这一概念在机械设计、结构分析等领域具有基础性地位,是理解物体平衡与运动的关键。

网络扩展解释

力偶是力学中的一个重要概念,具体解释如下:

定义 力偶指作用在物体上的两个大小相等、方向相反且作用线不重合的平行力组成的力系。这两个力不共线,因此无法相互抵消,但它们的合力为零。

核心特点

  1. 合力为零:两力矢量和为零,不会使物体产生平动
  2. 纯转动效应:会产生使物体绕轴线旋转的力矩(力偶矩)
  3. 作用面特性:力偶作用效果仅与力偶矩的大小和方向有关,与作用点位置无关

数学表达式 力偶矩计算公式为: $$ M = F times d $$ 其中:

作用效果

典型应用

  1. 拧螺丝时扳手施加的旋转力
  2. 汽车方向盘的操控力矩
  3. 机械传动系统中的扭矩传递
  4. 建筑结构中梁的抗扭设计

力偶是分析刚体转动的基础概念,其特殊性质使得在工程力学、机械设计等领域具有重要应用价值。理解力偶需要特别注意其与单个力矩的区别:单个力矩会使物体既有转动趋势又有平动趋势,而力偶仅产生纯转动效应。

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