Question

什么是力偶

Answer 1

关于力偶的解释如下：

物理名词，作用于同一刚体上的一对大小相等、方向相反、但不共线的一对平行力称为力偶。集中力偶作用下，剪力图没有变化。

定义：大小相等、方向相反，但作用线不在同一直线上的一对力(如图上的F和F′)。力偶能使物体产生纯转动效应。例如，用双手使用丝锥，施加的力偶对丝锥不会产生横向侧压力，这样钻得的孔才能与表面垂直。力偶的二力对空间任一点之矩的和是一常量，称为力偶矩。

用静力学公理和几何学可证明：一力偶可用与其作用面相平行和力偶矩相等的另一力偶代替，而不改变其对刚体的转动作用。由于力偶的作用平面具有方向性，须引入一空间力偶矩矢T，其方向线与力偶作用平面垂直，并按右手螺旋定则确定其指向。

T的大小等于力和力偶臂(力偶的二力线间的垂直距离)的乘积。由于力偶的作用面可在刚体上自由平移，所以刚体上的力偶矩矢是自由矢，即它的作用点可以是刚体上的任一点。如力偶作用在变形体上，力偶矩矢就不可自由平移，因为这样会产生不同的扭转效应。

受力偶作用的物体，会产生角加速度，不能用一个力来平衡，因为一个力具有主矢，但由一个力偶所组成的力系，其主矩不为零，而主矢为零。力偶矩的量纲和单位与力矩的相同。

作用在刚体上的两个或两个以上的力偶组成力偶系。若力偶系中各力偶都位于同一平面内，则为平面力偶系，否则为空间力偶系。力偶既然不能与一个力等效，力偶系简化的结果显然也不能是一个力，而仍为一力偶，此力偶称为力偶系的合力偶。