力使物體轉(zhuǎn)動的效果,不僅跟力的大小有關(guān),還跟力和轉(zhuǎn)動軸的距離有關(guān).力越大,力跟轉(zhuǎn)動軸的距離越大,力使物體轉(zhuǎn)動的作用就越大.從轉(zhuǎn)動軸到力的作用線的距離,叫做力臂.力和力臂的乘積叫做力對轉(zhuǎn)動軸的力矩.
力矩(torque)：力(F)和力臂(L)的乘積(M).即：M=F·L.其中L是從轉(zhuǎn)動軸到力的矢量, F是矢量力.
力矩的量綱是距離×力；與能量的量綱相同.但是力矩通常用牛頓-米,而不是用焦耳作為單位.力矩的單位由力和力臂的單位決定.
力對物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動作用的物理量.可分為力對軸的矩和力對點的矩.力對軸的矩是力對物體產(chǎn)生繞某一軸轉(zhuǎn)動作用的物理量.它是代數(shù)量,其大小等于力在垂直于該軸的平面上的分力同此分力作用線到該軸垂直距離的乘積；其正負(fù)號用以區(qū)別力矩的不同轉(zhuǎn)向,按右手螺旋定則確定：以右手四指沿分力方向,且掌心面向轉(zhuǎn)軸而握拳,大拇指方向與該軸正向一致時取正號,反之則取負(fù)號.力對點的矩是力對物體產(chǎn)生繞某一點轉(zhuǎn)動作用的物理量.它是矢量,等于力作用點位置矢r和力矢F的矢量積.例如 ,用球鉸鏈固定于O點的物體受力F作用,以r表示自O(shè)點至F作用點A的位置矢,r和F的夾角為a（見圖）.物體在F作用下 ,繞垂直于r與F組成的平面并通過O點的軸轉(zhuǎn)動 .轉(zhuǎn)動作用的大小和轉(zhuǎn)軸的方向取決于F對O點的矩矢M,M＝r×F ；M的大小為rFsina ,方向由右手定則確定 .力矩M 在過矩心O的直角坐標(biāo)軸上的投影為 Mx 、My 、Mz .可以證明 Mx 、My 、Mz 就是F對x ,y,z軸的矩.力矩的量綱為L2MT -2,其SI單位為N·m.
物理學(xué)中的力矩起源于阿基米德對杠桿的研究.簡單一點說,力矩是一個旋轉(zhuǎn)力.力矩等于作用在杠桿上的力乘以支點到力的距離.例如,3牛頓的力作用在離支點2米的杠桿上的力矩等于1牛頓的力作用在離支點6米的力矩,這里假設(shè)力與杠桿垂直.
補充
力矩(torque)：力(F)和力臂(L)的乘積(M).即：M=F·L.力矩是描述物體轉(zhuǎn)動效果的物理量,物體轉(zhuǎn)動狀態(tài)發(fā)生變化.才肯定受力矩的作用.
當(dāng)物體繞固定軸轉(zhuǎn)動時,力矩只有兩種可能的方向,所以可用正負(fù)號來表示.一般規(guī)定：使物體沿逆時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為正；使物體沿順時針方向轉(zhuǎn)動的力矩為負(fù).因此作用于有固定軸的轉(zhuǎn)動物體上的幾個力矩的合力矩就等于它們的代數(shù)和.這個代數(shù)和將決定物體是處于平衡狀態(tài),還是非平衡狀態(tài).
在國際單位制中,力矩的單位是牛頓·米(newton-metre),注意不能寫成焦耳.焦耳是能量單位,力矩和能量是兩個不同的概念.
在計算力矩問題時,要注意力臂是在垂直轉(zhuǎn)動軸的平面內(nèi),從轉(zhuǎn)動軸到力的作用線的垂直距離.