力矩vs动量
矩和动量是物理学中的概念。动量是一种被定义的物理性质,而矩是一个广泛的概念,在许多情况下,用来衡量一个物理性质绕轴的影响及其在轴上的分布。
瞬间
力矩通常指的是某个物理量围绕一个轴的影响的量度。这个量度是由物理量和离轴的垂直距离的乘积来计算的。力矩、转动惯量和极惯性矩都是力学中应用这一概念的例子。这一概念被进一步扩展到统计理论等领域,其中讨论了随机变量的矩。
如果没有规定,力矩通常指的是力的力矩,它是一个力的转动效应的量度。在国际单位制中,力矩是以牛顿米(Nm)为单位测量的,它看起来与机械功的单位相似,但却具有完全不同的含义。
当一个力被施加时,它会在力的作用线上产生一个转向效应。这种效应或力矩的大小与力的大小以及与力的垂直距离成正比。
力的力矩=力×点到力的垂直距离
力矩τ=F×x
如果力系没有合力矩,即∑τ=0,则系统处于转动平衡状态。当力的力矩具有物理意义时,通常称为“转矩”。
惯性矩是物体绕轴质量分布的量度。它是由每个点的质量积和到该点离轴的距离之和来计算的。
如果mi是点i处的质量,ri是到该点与相关轴的距离,则惯性矩由下式得出,
离散点质量系统I=∑mi
对于刚体,I=∫mi ri2
它是考虑物理系统旋转运动时的一个重要因素。
力矩的概念在许多物理实例中都有应用,特别是在力学中,但在所有情况下,它决定了某个物理性质在一定距离内绕轴的影响。
•电偶极矩是两个或多个电荷之间电荷差和方向的测量。
•磁矩是磁源强度的量度。
•惯性矩是测量物体对其旋转速度变化的抵抗力。
•扭矩或力矩是指力围绕轴旋转物体的趋势。
•弯矩是导致结构构件弯曲的力矩。
•面积第一力矩是与抗剪应力有关的物体的特性。
•面积二阶矩是一个物体的属性,与它的抗弯曲和变形能力有关。
•极惯性矩是物体抗扭性的一种特性
•图像矩是图像的统计特性。
•地震力矩是用于测量地震大小的量。
动量
动量(线动量)定义为质量和速度的乘积。它是一个系统中最重要的物理量之一,是宇宙中微观和宏观两个层次上的守恒性质。
动量=质量×速度↔ P=毫伏
质量是标量,速度是矢量。向量和标量的乘积就是向量。因此,动量是一个矢量量,有大小和方向。
动量与粒子、物体或系统的运动状态直接相关,通常用于描述物理系统中的变化。动量用于下列关键物理概念;
动量守恒定律:
如果不平衡的外力不作用于一个系统,系统的总动量是一个常数。
如果∑f外部,系统=0,则∑mvsystem=常数↔ ∆mvsystem=0
牛顿第二定律:
作用在物体上的合力与物体的动量变化率成正比,并且是在动量变化的方向上。
弗雷森特∞dmv/dt≈∆mv/∆t
从冲动的定义(一)
I=F∆t=∆mv
绕轴的线动量矩被定义为角动量。可以证明,角动量等于角速度和物体/系统绕轴转动惯量的乘积。
角动量=∑mvi ri2=Iω
力矩和动量有什么区别?
•动量是物体质量和速度的乘积。力矩是一个概念,用来衡量一个轴周围的物理性质的影响。它也给出了分布的度量。
•动量是矢量,而力矩可以是矢量或标量。
•动量是宇宙中的一种守恒性质,与参照系无关。力矩取决于所考虑的轴。