力矩vs動量
矩和動量是物理學中的概念。動量是一種被定義的物理性質,而矩是一個廣泛的概念,在許多情況下,用來衡量一個物理性質繞軸的影響及其在軸上的分佈。
瞬間
力矩通常指的是某個物理量圍繞一個軸的影響的量度。這個量度是由物理量和離軸的垂直距離的乘積來計算的。力矩、轉動慣量和極慣性矩都是力學中應用這一概念的例子。這一概念被進一步擴展到統計理論等領域,其中討論了隨機變量的矩。
如果沒有規定,力矩通常指的是力的力矩,它是一個力的轉動效應的量度。在國際單位制中,力矩是以牛頓米(Nm)為單位測量的,它看起來與機械功的單位相似,但卻具有完全不同的含義。
當一個力被施加時,它會在力的作用線上產生一個轉向效應。這種效應或力矩的大小與力的大小以及與力的垂直距離成正比。
力的力矩=力×點到力的垂直距離
力矩τ=F×x
如果力系沒有合力矩,即∑τ=0,則系統處於轉動平衡狀態。當力的力矩具有物理意義時,通常稱為“轉矩”。
慣性矩是物體繞軸質量分佈的量度。它是由每個點的質量積和到該點離軸的距離之和來計算的。
如果mi是點i處的質量,ri是到該點與相關軸的距離,則慣性矩由下式得出,
離散點質量系統I=∑mi
對於剛體,I=∫mi ri2
它是考慮物理系統旋轉運動時的一個重要因素。
力矩的概念在許多物理實例中都有應用,特別是在力學中,但在所有情況下,它決定了某個物理性質在一定距離內繞軸的影響。
•電偶極矩是兩個或多個電荷之間電荷差和方向的測量。
•磁矩是磁源強度的量度。
•慣性矩是測量物體對其旋轉速度變化的抵抗力。
•扭矩或力矩是指力圍繞軸旋轉物體的趨勢。
•彎矩是導致結構構件彎曲的力矩。
•面積第一力矩是與抗剪應力有關的物體的特性。
•面積二階矩是一個物體的屬性,與它的抗彎曲和變形能力有關。
•極慣性矩是物體抗扭性的一種特性
•圖像矩是圖像的統計特性。
•地震力矩是用於測量地震大小的量。
動量
動量(線動量)定義為質量和速度的乘積。它是一個系統中最重要的物理量之一,是宇宙中微觀和宏觀兩個層次上的守恆性質。
動量=質量×速度↔ P=毫伏
質量是標量,速度是矢量。向量和標量的乘積就是向量。因此,動量是一個矢量量,有大小和方向。
動量與粒子、物體或系統的運動狀態直接相關,通常用於描述物理系統中的變化。動量用於下列關鍵物理概念;
動量守恆定律:
如果不平衡的外力不作用於一個系統,系統的總動量是一個常數。
如果∑f外部,系統=0,則∑mvsystem=常數↔ ∆mvsystem=0
牛頓第二定律:
作用在物體上的合力與物體的動量變化率成正比,並且是在動量變化的方向上。
弗雷森特∞dmv/dt≈∆mv/∆t
從衝動的定義(一)
I=F∆t=∆mv
繞軸的線動量矩被定義為角動量。可以證明,角動量等於角速度和物體/系統繞軸轉動慣量的乘積。
角動量=∑mvi ri2=Iω
力矩和動量有什麼區別?
•動量是物體質量和速度的乘積。力矩是一個概念,用來衡量一個軸周圍的物理性質的影響。它也給出了分佈的度量。
•動量是矢量,而力矩可以是矢量或標量。
•動量是宇宙中的一種守恆性質,與參照系無關。力矩取決於所考慮的軸。