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Introduction to Torque

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    欢迎观看对扭矩的介绍
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    所以 如果你们看了对质心的介绍
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    你们应该有 你们应该
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    大概了解扭矩是什么
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    现在 我们要在细节方面讲解更多
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    所以大体上 从质心的视频中 我们学到了
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    如果这是把尺子 这是尺子的质心
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    如果我对尺子的质心施加力
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    我就会让整把尺子
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    向力的方向加速
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    如果有一个力作用于质心
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    整把尺子就会向这个方向加速
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    我们通过用作用于尺子上的力
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    除以质量来求出加速度
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    在关于质心的视频中
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    如果这个力作用于这里 会发生什么？
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    不在质心上
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    哦 这种情况下
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    这个物体 假设它是个
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    在太空舱中漂浮的物体
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    它就会绕着质心旋转
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    这也是对的 如果不用质心
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    但是我们固定一点
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    假设我们有另一个尺子
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    尽管它比之前的高度更低
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    不关心它的质心
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    我们设这是个固定的点
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    假设它被固定在这里
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    所以这可以是钟表的针
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    它被钉在了钟表的背面
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    所以如果我们想转动它
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    它就会绕着这一点转动
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    同样的事情会发生
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    如果我对这一点施加一个力
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    或许我可以把表针从钟表上拿下来
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    但是不会转动这些指针或尺子
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    不管你们叫它是什么
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    但是如果我要在这里施加一个力
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    我就会让指针绕着这个轴旋转
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    这个力作用在离轴
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    一段距离的点上
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    或者我们可以说转轴
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    或者质心
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    这就叫做扭矩
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    扭矩 扭矩用希腊字母
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    我认为这是τ 这是个弯曲的T
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    扭矩定义成力乘以距离
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    力和距离是多少？
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    是垂直于物体的力
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    我猜你们可以说是垂直于这个距离矢量的力
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    如果这是距离矢量
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    我换个颜色
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    如果这是距离矢量 这个力的分量
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    垂直于距离矢量
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    这是扭矩
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    所以它的单位是什么？
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    力的单位是牛顿 距离的单位是米
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    所以这是牛顿・米
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    你们会说 牛顿乘以米
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    力乘以距离 这看起来很像功
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    要理解这不是功 非常重要
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    所以这就是我们不把这叫做焦耳的原因
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    因为要求功 我们怎么做？
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    我们要平移物体
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    如果这是物体 我施加一个力
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    我用力推一段距离
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    与力的方向相同
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    这里的力和距离的方向相互平行
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    你们可以说距离矢量
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    和力的矢量是同样的方向
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    在这种情况下 当然 这是平移
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    整个物体在移动
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    它没有旋转
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    当说到扭矩 我换个颜色
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    距离矢量
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    这就是转轴
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    或者质心的枢轴点
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    到我用力位置的距离
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    这个距离矢量
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    和我们用的力是垂直的
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    所以扭矩和力是根本不同的
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    即使它们的单位是相同的
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    这是一个要注意的小地方
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    这个距离经常被叫做力臂
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    我不知道这来自于哪里
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    或许你们可以给我发条信息
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    告诉我它来自于哪里
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    经常在你们的物理课上
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    题目经常把扭矩看做一种力矩（moment）
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    但是我们研究的是扭矩
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    这更有趣 因为最后我们可以
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    就像汽车中的扭矩马力一样理解它的概念
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    所以我们做一点数学计算
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    希望我给了你们一种直观的感觉
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    所以设有这个尺子
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    我们设这是它的枢轴点
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    所以它要绕着这一点旋转
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    它被钉在了墙上
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    假设我用了一个力
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    我们设这个扭矩的力臂长度
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    所以设这个距离 我换个颜色
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    我们设这个距离是10米
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    我要施加一个5牛顿的力
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    垂直于距离矢量或力臂
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    两种看法都可以
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    所以这种情况下 扭矩非常简单
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    扭矩要等于这个力
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    5牛顿 乘以这个距离 10
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    所以这是50牛顿・米
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    你们可能会说 哦 我怎么知道
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    扭矩是正的还是负的
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    这就是物理上的一种
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    通常惯例
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    知道的话很好
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    如果顺时针转动 扭矩是负的
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    反之
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    如果你们逆时针旋转
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    就像这个问题做的 逆时针旋转
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    与时钟转动的方向相反
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    扭矩是正的
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    如果反之 顺时针转动
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    扭矩是负的
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    所以顺时针是负的
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    我现在不想做交叉相乘
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    和扭矩的线性代数
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    因为我认为这有点超过了范围
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    一旦我们要做
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    大量数学计算的物理题 我要做这一个
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    但是 所以 很好
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    这个扭矩是50牛顿・米
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    这就是作用于物体上的所有扭矩
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    所以它会向着这个方向转动
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    我们没有能算出
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    它转的多快的工具
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    但是我们知道它要转动
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    这依然有用
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    但是如果我说这个物体不转会怎样？
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    有另外一个力作用到这里
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    我们设这个力是
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    我不知道 我构造一些东西
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    相对于枢轴点 这是向左5m
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    如果我要告诉你们这个物体不旋转
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    所以如果我告诉你们这个物体不旋转
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    这就意味着 这个尺子的合扭矩肯定是0
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    因为它
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    它的旋转速率是不变的
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    我应该说的准确一点
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    如果我在这里施加一个力 仍然不旋转
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    然后我们知道这个物体上的合扭矩是0
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    所以施加到这里的力是多少？
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    合扭矩是多少？
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    就是这个扭矩 我们已经算出来了
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    它向着顺时针方向（此处应该是逆时针）
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    所以是5 我用一个亮一点的颜色
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    5乘以10
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    然后合扭矩
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    所有扭矩的和要等于0
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    所以这个扭矩是多少？
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    我设它是f
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    这是力
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    所以 加上 这个力向着哪个方向？
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    顺时针还是逆时针？
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    它向着顺时针方向
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    这个力要让这把尺子这样旋转
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    所以这实际上是个负的扭矩
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    所以我们说 用一个负号乘以f
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    乘以它的力臂 乘以5
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    所有这些要等于0
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    合扭矩是0
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    因为物体转动变化率没有变化
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    或者说它开始没有旋转
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    后来也没有旋转
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    所以这里 我们得到50-5f=0
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    如果我们一直带着单位
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    应该得到f=10
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    所以这很有趣
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    我用一个两倍的力作用于一半的距离
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    和一半的力作用在两倍距离上相抵消
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    当我们说到机械增益时
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    这就应该都有联系 或开始有联系
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    你们可以用另一种方法考虑
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    我们设这是施加力的人
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    假设这个人在这里施加了10牛顿的力
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    他强壮多了
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    他是这个人强壮的两倍
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    但是因为这个人到枢轴点的距离
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    是他的两倍 他和另一个人平衡了
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    所以你们可以把这看做
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    机械增益等于2
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    如果这让你们有点迷惑
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    看一下机械增益的视频
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    但是这就是扭矩有用的地方
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    因为如果一个物体旋转的速率没有变化
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    你们知道 物体上的合扭矩就是0
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    你们可以解出力或者距离
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    我快要没时间了
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    所以下个视频再见
Title:
Introduction to Torque
Description:

An introduction to torque
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Video Language:
English
Duration:
09:24
lvfengxing added a translation

Chinese, Simplified subtitles

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