一、力偶的概念
大小相等、方向相反、不在一条直线上的两个力F和F’组成的力系统称为力偶。在生产和生活的实践中,常会遇到物体受力偶作用。例如,用两个手指拧动水龙头或转动钥匙,用双手转动汽车的方向盘或用丝锥绞螺纹等。
经验和理论分析表明,力偶是一种特殊的力系。它没有合力,不能与一个力等效和平衡;力偶只能与力偶相互等效或平衡。与力一样,力偶也是力学中的一个基本量。力偶对刚体的效应总是引起单纯的转动。
力偶的两个力(F,F’)的作用线所确定的平面称为力偶作用面,两个力作用线之间的垂直距离称为力偶臂。力偶对物体的作用效应取决于力偶矩。力偶矩用符号m表示,其大小为m=2△ABC面积=Fd
其中d为力偶臂。在国际单位制中,力偶矩的单位为牛●米(N●m)。力偶对物体的作用效应还与力偶作用面在空间的方位及力偶在其作用面内的转向有关。在力偶的作用面里,一般规定逆时针转向的力偶为正,反之为负;力偶矩常用带箭头的圆弧来表示。