力矩

力对物体产生转动作用的物理量
力矩(英文:moment of force)是力对物体产生转动作用的物理量,力矩大小为径向矢量与作用力的叉积。在国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米
[3][4]
早在古希腊时期,人类就已经认识到力对物体的转动效应,古希腊数学家阿基米德(英文:Archimedes,公元前287年~公元前212年)对杠杆平衡的条件做了最早的严格的数学证明,在西方最早期,意大利物理学家伽利略·伽利雷(意大利语:Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei)的《关于两门新科学的对话》(Dialogue Concerning Two New Sciences)[9]一书中提到了关于长度与重量的名词,但是并未定义一个物理量来描述这一现象。直到1830年,卡特和拉德纳在合著的《力学》书中引入并第一次定义“moment of force”这一名词描述的是力的转动能力,称为力绕轴的矩。后来,1835年巴塞洛缪·劳埃德(英文:Bartholomew Lloyd)在著作《机械论哲学基础》中给出力矩的确切定义:一个力与从支点到此力的垂直距离的乘积称为力矩。[8][10]
在日常生活中,一些常见的工具如旋转门扳手和螺丝刀等都应用了力矩原理。[3][11][12]另外,在工程学[5]、地质学和测绘学[7]等领域力矩都能发挥相应的作用。例如,基于力矩平衡原理,可为历史文物的地震设防等级和防震保护工作提供基础数据。[3][6]

定义

力矩是力对物体产生转动作用的物理量,力矩
大小为径向矢量与作用力的叉积,即:
其中
是转动轴或支点到着力点的距离矢量,
是矢量力,故力矩是一个矢量。[3]