扭矩與力的區別

扭矩和力是力學中經常使用的兩個概念。雖然這兩個概念都與物體的運動有關，但它們在性質、應用和效果上有所不同。

什麼是扭矩？

扭矩是作用於物體上的旋轉力大小的量度。它是一個向量量，定義為力與力與旋轉軸之間距離的乘積。簡單來說，它是用來扭曲或旋轉物體繞軸的力。扭矩通常用於旋轉系統，例如發動機、渦輪機和電動機。

有一個公式可以用來計算扭矩，即 T = F x r x sin(θ)。在這個公式中，F是線性力；r是力與旋轉軸之間的距離，θ是旋轉軸和線性力作用方向之間的夾角。

在公制系統中，扭矩的測量單位是牛頓米（符號N·m）。英制單位是英尺磅。這些單位包括距離，因為扭矩與距離以及作用於物體的力有關。

日常生活中有很多扭矩的例子。例如，轉動鎖匙或門把手都是扭矩的例子。槓桿也基於扭矩原理工作，任何曾經擰鬆過螺母的人都能理解扭矩所涉及的動作。

力是作用於物體上的推力或拉力的大小量度。它是一個向量量，定義為質量和加速度的乘積。力用於描述一個物體對另一個物體的作用，例如錘子作用於釘子上的力，或地球由於重力作用於物體上的力。

力的測量單位是牛頓（符號N）。一牛頓相當於使一個重一公斤的物體以每秒一米每秒的加速度運動所需的力。

英制單位使用磅作為力的測量單位。在這種情況下，一磅力被認為相當於使一個一磅重的物體以每秒32.17英尺的加速度運動所需的力。

力 (F) 通常可以計算為質量 (m) 乘以加速度 (a)，因此公式為 F = ma。根據這個公式，物體的加速度與其力和質量有關。這意味著移動質量較大的物體所需的力比移動質量較小的物體所需的力更大。

扭矩和力的一個關鍵區別在於它們的應用。扭矩通常用於需要旋轉物體的場合，例如電動機或發動機。相反，力用於需要沿特定方向移動物體的場合，例如推或拉物體。

這兩個概念的另一個區別是它們對物體的影響。扭矩使物體繞軸旋轉，而力使物體沿特定方向移動。例如，當使用扳手擰緊螺栓時，作用於扳手的扭矩使螺栓旋轉，而作用於扳手的力使它沿特定方向移動。

最後，扭矩和力的測量單位不同。扭矩通常以牛頓米 (Nm) 或英尺磅 (ft-lbs) 為單位測量，而力以牛頓 (N) 或磅力 (lbf) 為單位測量。

下表重點突出了扭矩和力的主要區別：

特性	扭矩	力
定義	當作用於特定物體的力導致物體繞軸旋轉時，即為扭矩。	力是某種型別的動作，導致物體的運動發生變化或運動軌跡發生改變。
加速度型別	扭矩涉及的加速度始終是角加速度。	力的加速度大多是線性加速度。
公式	通常用於計算扭矩的數學公式是 T = F x r x sin (θ)。	通常用於確定力的數學公式是 F = ma。
公制測量單位	計算扭矩時使用的公制測量單位是牛頓米。	測量力時使用的公制單位是牛頓。
英制測量單位	用於扭矩的英制測量單位是英尺磅。	用於力的英制測量單位是磅。

總之，扭矩和力是力學中使用的兩個不同的概念。雖然兩者本身都很重要，但它們的應用、效果和測量單位都不同。

對於任何從事力學領域工作的人來說，理解這兩個概念之間的區別至關重要，因為它使他們能夠使用合適的工具和技術來達到預期的結果。

Vineet Nanda

更新於：2023年4月26日

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