力偶的三要素为什么可以叫做横向力

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-04-14 00:34 标签： 力偶矩
为什么力偶只能用力偶来平衡
首先你要知道力偶的定义：一对大小相等,方向相反,平行但不共线的力组成一个力偶.如图中F1和F2是一组力偶,F3和F4为一组力偶.我们根据力偶的定义结合力的可平移性,将其中一个力平移到与另一个力共线,那么最终的结果就是力效果被抵消掉了,只剩下一个附加的力矩,其大小为平移力的大小×平移的距离.那么显然,在力偶的作用下,物体时不能发生平动的,它对物体的实际作用效果就相当于一个力矩,但是却不能只用一个力的力矩去平衡力偶,因为力偶整体来看是没有力的效果的,如果只用一个力去平衡,这个系统是肯定在某个方向上不能平衡,要发生平动,而非纯转动,因此要平衡力偶必须由力偶来平衡.
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组成力偶的两个力既不平衡也不能合成为一个合力。因此，力偶的作用不能用一个力来代替，只能用力偶矩相同的力偶来代替；力偶只能用力偶来平衡。
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第二节 力矩和力偶
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你可能喜欢如何理解力学中的「力矩」与「力偶」的概念?
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这个问题要看从什么层次来回答你。最根本也是最难的，应该从力学体系的几何来回答你，也就是，为什么存在角动量和旋转对称性，以及角动量算子，POISSON括号的运动方程。如果你觉得完全不知道我上面在说什么，那么最简单的解释就是所谓力矩，它就是在旋转运动中和力对应的那个量，它能告诉你，物体在这个力矩作用下，旋转的加速度是多少。这时候，质量被转动惯量取代。实际上，牛顿第二定律F=MA是线性平移，空间还有旋转，那么力矩=转动惯量＊角加速度就是旋转的牛顿第二定律。两者合起来，才是牛顿力学在我们这个平直三维空间所有对称操作下的完整表述。所谓力偶，就是两个力矩的和，只不过两个力矩上的力大小相同，因此这个力偶的大小，就只和两个力作用点之间的相对位置有关了，和每一个力对转动中心的距离无关。因此不论物体绕着哪一个中心旋转，它受到的力矩都是一样的（但注意，转动惯量和中心的选择有关，所以角加速度不一定一样）。力偶因此具有平移不变的性质，是一个很好的力学分析单元（和电磁中的电偶一样）
排名第一的回答很高大上，说的很好，我先就我所理解的力矩和力偶矩进行个对比。力矩，定义为力和距离的乘积，是一个矢量，那么它就继承了力的三个基本要素：为力的大小，方向和作用点，以及距离矢量的特征：叉乘指向某点或某轴线的一个具体的矢量。因此，不论是距离矢量还是力矢量的变化，都会引起力矩的变化。力偶，最初的定义是针对刚体的，指一对大小相等，方向相反，中间存有一段距离的一对平行力。它所关心的是力对刚体的作用效果，所以力的大小和间距并不是固定的，可以同时改变力的大小，方向和作用点，以及以及力的间距，仅仅需要保证最终力偶的大小，方向不变。因此从这里看来，力偶实际上是抛弃了力矩中的各个量的具体内容而只保留它的作用效果。力矩和力偶的区别要和刚体和变形体的区别放在一起分析，举个栗子。在材料力学中对梁进行受力分析时，如果在某位置作用有一个横向力，那么这个横向力对梁上其它各截面均有力矩的作用，同时这个横向力可能还有其他的作用效果，例如剪力。现在看材料力学针对变形体的作用的另外一种载荷，力偶。假设这根梁上有一个力偶，那么这个力偶除了弯矩的作用效果外不会存在其它任何效果，因为它认为力偶中不存在具体的某一对平行力和这对力的作用间距，只存在力矩的作用效果。而实际情况是，如果真的存在这对力偶，在这对力作用的外部范围，作用效果仅仅是力矩的效果，但在这一对力的中间，必然会改变原有梁的受力状态，例如会改变其剪应力的分布。如果我们假设力偶的间距无限小，则这对力必然无限大，在这对力中间的剪力也必然无限大，是跟实际情况不符的，这就是说，在材料力学范围内，力偶这个东西不是真实存在的，必然存在着具体的力的作用，这个力是成对力，在力的作用范围之外仅仅对力矩的分布有影响，而这对力中间的内容我们不关心。只有这时候，我们可以用力偶进行分析。力偶的概念来自刚体，刚体中力偶作用位置的变化不影响作用效果，而对于变形体，力偶的作用位置影响弯矩的分布。
力学的根本还是那个动力学普遍方程（和牛顿运动定律等价），其他一些概念从根本上来说是人为的定义，在这里，力矩、力偶都是定义，定义表达式教科书上都有。为什么要定义这些东西呢，那当然是为了更方便地描述客观规律啦，形成更加清晰直观的物理图像啦。
说得简单点就是： 力F相对于参考点O产生的弯矩叫力矩M；力偶是一群力F叠加起来 合力ΣF为0 但是力矩之和ΣM不为0
首先，力矩和力偶都是描述物体的转动效果的力学量。可简单理解为，力矩（或者力偶）值越大，物体的转动趋势越明显。因此，两者的单位都是力乘以长度，常见的单位是N·m、kN·m；而且两者的正负号规定一样，都是逆时针为正，顺时针为负。不同点是：力矩，是指在一个力的作用下，物体产生绕着某点转动的趋势，通常记为mo(F)，表示力F绕着O点转动。常见的例子是：力使得圆盘绕中心点转动；所以，力矩的大小与矩心点位置有关力偶，其实质是一对大小相等、方向相反，但是作用线不在同一条直线上的两个力，记为m(F,F')，这样两个力也会是物体绕着中心轴转动。最常见的例子就是拧水龙头。
有个知友说过，打篮球后仰和转身的区别-.-
楼上都答得很全，我就简单说下我的理解。狭义的力矩，就是 一个力 对物体的转动效应，强调的是 一个力。而力偶矩，指的是 一对力 对物体的转动效应，强调的是一对力。广义的力矩，就是指力(一个力也好，一对力也好)对物体的转动效应，所以力偶矩也可以简称为力矩。
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社交帐号登录杆件上的集中力偶能换成一对方向相反的力代替吗 如果能代替 那我为什么算出来不对？请详细的解释 因为_百度知道
杆件上的集中力偶能换成一对方向相反的力代替吗 如果能代替 那我为什么算出来不对？请详细的解释 因为
那我为什么算出来不对;如果能代替&nbsp://c.com/zhidao/wh%3D600%2C800/sign=9f1d175d50fbb2fb347ec9c/4afbfbedab64034fbe03dd06aacde7.baidu.jpg" target="_blank" title="点击查看大图" class="ikqb_img_alink"><img class="ikqb_img" src="http.jpg" esrc="/zhidao/wh%3D450%2C600/sign=ff897fcbb7fbef082025aafa40f891fd1ddaed0://g杆件上的集中力偶能换成一对方向相反的力代替吗&nbsp.hiphotos.hiphotos.然后用支座反力算弯矩&nbsp://c;为啥算出来弯矩和之前不一样&nbsp.第二张用两个力代替集中力偶/zhidao/pic/item/72f082025aafa40f891fd1ddaed0://c？请详细的解释&nbsp://g;M=FL但是比较弯矩和反力不一样.baidu：<a href="http，有弯矩也不一定有剪力，那样经常会带来一些其他不必要的麻烦希望对你有所帮助。在进行受力分析的时候，对于杆件而言.hiphotos。有剪力不一定有弯矩，具体情况具体分析，不建议考虑用反力来代替弯矩，比如下面这样的情况.hiphotos，反力带来的可能不止弯矩.baidu://a.com/zhidao/wh%3D450%2C600/sign=/zhidao/pic//zhidao/wh%3D600%2C800/sign=adb38c9a8f27ad086e061d950a7b9a92ffc40fd162d9f2d3c90f://a其实也不是不可以。PS
提问者评价
太给力了，你的回答完美的解决了我的问题！
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出门在外也不愁力偶平衡问题先帮我解释下什么才算力偶平衡?2为什么只有力偶才能和力偶平衡?用一个力为什么不能和一个力偶平衡?
梦风儿9898
1.要想理解力偶平衡,先要理解平衡的概念,平衡是指力系的主矢、主矩、元功之和都等于零时系统的运动方式,此时系统的动量、动量矩、动能都是常量.例如静止、匀速直线运动、绕固定轴匀速转动都是平衡状态,此时系统上作用的力系称为平衡力系.力偶平衡,即在力偶系作用下系统处于平衡状态.此时系统的运动状态一般为静止或绕定轴匀速转动.2.为什么力偶只能与力偶平衡,我们先来看看力偶：所谓力偶是指两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系.该力偶中的两个力不相交,所以不能合成为一个力,故而力偶不能与一个力平衡.因为力偶不能与一个力平衡,要想平衡必须与另一力偶矩等值、转向相反的力偶平衡.这样回答,不知能否解决你的问题,希望能进一步讨论.
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