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緒論
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力矩
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意義
- 使物體產生轉動傾向之物理量
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力矩
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大小
- M= r X F
- r(力臂)=力作用線到參考點的距離
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方向
- 沿轉軸 , 指向由右手法則決定
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力對點 力矩
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如何求力對點力矩
- 位置向量
- 參考點 到 力作用線 上任意點連線
- 力向量
- 對參考點o力矩
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力對軸 力矩
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定義
- 已知
- 力對"a軸上參考點o"
所造的力矩Mo
- 若
- Mo在a軸上的投影
- 則
- 稱此投影為 力對軸 力矩
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如何求力對軸力矩
- 位置向量
- a軸上任意參考點 到 力作用線 上任意點連線
- 力向量
- a軸單位向量
- 對參考點o力矩
- 向量
- 大小
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力矩特性
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滑動向量
- 將作用力沿其作用線移動不會改變其力矩
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力與力矩軸永不相交
- 作用力與力矩軸相交或平行時 , 力矩等於零
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(Varignon)定理
- 有時可將力分解後 , 再求力矩
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力偶矩
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力偶
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定義
- 一對 大小相等 方向相反 而作用線不同之兩平行力
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性質
- 力偶 對 力偶平面 上任一點之力矩皆相等
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力偶矩
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定義
- 一對力偶所產生之力矩
- 大小
- M= F X d
- F=力偶力 d=力偶臂
- 方向
- 垂直於力偶平面
- 右手定則決定
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性質
- 力偶矩外效應
- 使物體 轉動 或產生 反力矩
- 力偶矩為自由向量
- 唯一一個自由向量
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等效力偶
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說明
- 力偶可以做以下的三種變換,均不會改變其外效應
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三種變換
- 移轉
- 力偶可在力偶平面上 任意移動或轉動
- 平行
- 力偶可由 力偶平面 移至與其 平行之平面 上
- 積不變
- 保持力偶矩不變,力偶力與力偶臂可任意改變
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平面上
單力與力偶變換
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一單力F可分解為另一單力P與力偶M
- 一力一偶
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其中
- |P|=|F| 等大
P//F 平行
作用點(線)不同
- M等於F對B點之力矩
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也就是說
- 同一平面上之
一單力及一力偶
可合成為另一作用線之單力
- 將力的作用線移至另一平行之位置