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Introduction to Torque

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    歡迎觀看對扭矩的介紹
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    所以 如果你們看了對質量中心的介紹
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    你們應該有 你們應該
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    大概了解扭矩是什麽
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    現在 我們要在細節方面講解更多
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    所以大體上 從質量中心的影片中 我們學到了
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    如果這是把尺子 這是尺子的質量中心
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    如果我對尺子的質量中心施加力
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    我就會讓整把尺子
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    向力的方向加速
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    如果有一個力作用於質量中心
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    整把尺子就會向這個方向加速
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    我們通過用作用於尺子上的力
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    除以質量來求出加速度
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    在關於質量中心的影片中
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    如果這個力作用於這裡 會發生什麽？
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    不在質量中心上
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    哦 這種情況下
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    這個物體 假設它是個
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    在太空艙中漂浮的物體
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    它就會繞著質量中心旋轉
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    這也是對的 如果不用質量中心
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    但是我們固定一點
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    假設我們有另一個尺子
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    盡管它比之前的高度更低
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    不關心它的質量中心
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    我們設這是個固定的點
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    假設它被固定在這裡
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    所以這可以是鍾表的針
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    它被釘在了鍾表的背面
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    所以如果我們想轉動它
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    它就會繞著這一點轉動
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    同樣的事情會發生
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    如果我對這一點施加一個力
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    或許我可以把表針從鍾表上拿下來
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    但是不會轉動這些指針或尺子
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    不管你們叫它是什麽
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    但是如果我要在這裡施加一個力
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    我就會讓指針繞著這個軸旋轉
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    這個力作用在離軸
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    一段距離的點上
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    或者我們可以說轉軸
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    或者質量中心
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    這就叫做扭矩
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    扭矩 扭矩用希臘字母
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    我認爲這是τ 這是個彎曲的T
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    扭矩定義成力乘以距離
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    力和距離是多少？
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    是垂直於物體的力
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    我猜你們可以說是垂直於這個距離向量的力
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    如果這是距離向量
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    我換個顏色
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    如果這是距離向量 這個力的分量
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    垂直於距離向量
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    這是扭矩
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    所以它的單位是什麽？
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    力的單位是牛頓 距離的單位是米
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    所以這是牛頓・米
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    你們會說 牛頓乘以米
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    力乘以距離 這看起來很像功
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    要理解這不是功 非常重要
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    所以這就是我們不把這叫做焦耳的原因
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    因爲要求功 我們怎麽做？
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    我們要平移物體
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    如果這是物體 我施加一個力
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    我用力推一段距離
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    與力的方向相同
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    這裡的力和距離的方向相互平行
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    你們可以說距離向量
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    和力的向量是同樣的方向
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    在這種情況下 當然 這是平移
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    整個物體在移動
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    它沒有旋轉
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    當說到扭矩 我換個顏色
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    距離向量
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    這就是轉軸
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    或者質量中心的樞軸點
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    到我用力位置的距離
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    這個距離向量
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    和我們用的力是垂直的
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    所以扭矩和力是根本不同的
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    即使它們的單位是相同的
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    這是一個要注意的小地方
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    這個距離經常被叫做力臂
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    我不知道這來自於哪裏
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    或許你們可以給我發條信息
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    告訴我它來自於哪裏
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    經常在你們的物理課上
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    題目經常把扭矩看做一種力矩（moment）
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    但是我們研究的是扭矩
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    這更有趣 因爲最後我們可以
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    就像汽車中的扭矩馬力一樣理解它的概念
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    所以我們做一點數學計算
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    希望我給了你們一種直觀的感覺
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    所以設有這個尺子
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    我們設這是它的樞軸點
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    所以它要繞著這一點旋轉
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    它被釘在了牆上
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    假設我用了一個力
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    我們設這個扭矩的力臂長度
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    所以設這個距離 我換個顏色
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    我們設這個距離是10米
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    我要施加一個5牛頓的力
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    垂直於距離向量或力臂
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    兩種看法都可以
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    所以這種情況下 扭矩非常簡單
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    扭矩要等於這個力
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    5牛頓 乘以這個距離 10
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    所以這是50牛頓・米
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    你們可能會說 哦 我怎麽知道
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    扭矩是正的還是負的
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    這就是物理上的一種
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    通常慣例
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    知道的話很好
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    如果順時針轉動 扭矩是負的
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    反之
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    如果你們逆時針旋轉
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    就像這個問題做的 逆時針旋轉
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    與時鍾轉動的方向相反
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    扭矩是正的
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    如果反之 順時針轉動
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    扭矩是負的
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    所以順時針是負的
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    我現在不想做交叉相乘
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    和扭矩的線性代數
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    因爲我認爲這有點超過了範圍
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    一旦我們要做
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    大量數學計算的物理題 我要做這一個
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    但是 所以 很好
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    這個扭矩是50牛頓・米
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    這就是作用於物體上的所有扭矩
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    所以它會向著這個方向轉動
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    我們沒有能算出
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    它轉的多快的工具
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    但是我們知道它要轉動
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    這依然有用
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    但是如果我說這個物體不轉會怎樣？
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    有另外一個力作用到這裡
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    我們設這個力是
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    我不知道 我構造一些東西
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    相對於樞軸點 這是向左5m
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    如果我要告訴你們這個物體不旋轉
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    所以如果我告訴你們這個物體不旋轉
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    這就意味著 這個尺子的合扭矩肯定是0
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    因爲它
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    它的旋轉速率是不變的
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    我應該說的準確一點
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    如果我在這裡施加一個力 仍然不旋轉
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    然後我們知道這個物體上的合扭矩是0
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    所以施加到這裡的力是多少？
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    合扭矩是多少？
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    就是這個扭矩 我們已經算出來了
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    它向著順鐘向（此處應該是逆時針）
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    所以是5 我用一個亮一點的顏色
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    5乘以10
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    然後合扭矩
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    所有扭矩的和要等於0
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    所以這個扭矩是多少？
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    我設它是f
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    這是力
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    所以 加上 這個力向著哪個方向？
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    順時針還是逆時針？
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    它向著順鐘向
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    這個力要讓這把尺子這樣旋轉
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    所以這實際上是個負的扭矩
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    所以我們說 用一個負號乘以f
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    乘以它的力臂 乘以5
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    所有這些要等於0
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    合扭矩是0
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    因爲物體轉動變化率沒有變化
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    或者說它開始沒有旋轉
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    後來也沒有旋轉
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    所以這裡 我們得到50-5f=0
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    如果我們一直帶著單位
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    應該得到f=10
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    所以這很有趣
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    我用一個兩倍的力作用於一半的距離
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    和一半的力作用在兩倍距離上相抵消
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    當我們說到機械增益時
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    這就應該都有聯係 或開始有聯係
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    你們可以用另一種方法考慮
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    我們設這是施加力的人
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    假設這個人在這裡施加了10牛頓的力
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    他強壯多了
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    他是這個人強壯的兩倍
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    但是因爲這個人到樞軸點的距離
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    是他的兩倍 他和另一個人平衡了
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    所以你們可以把這看做
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    機械增益等於2
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    如果這讓你們有點迷惑
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    看一下機械增益的影片
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    但是這就是扭矩有用的地方
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    因爲如果一個物體旋轉的速率沒有變化
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    你們知道 物體上的合扭矩就是0
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    你們可以解出力或者距離
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    我快要沒時間了
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    所以下個影片再見
Title:
Introduction to Torque
Description:

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

Chinese, Traditional subtitles

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