力矩参数探究台

同一根扳手，怎样施力才更容易拧动螺母？先猜，再让几何关系说话。

M = rF sin θ

先别急着拖滑块

保持 r 与 F 不变，判断哪个夹角使力矩最大。

你的预测是：

俯视实验装置

纸外（逆时针）
力矩几何关系动态图 支点位于O，位矢水平向右，力从作用点沿指定夹角作用，虚线表示力的作用线和力臂。 参考线 支点 O 作用点 P 位矢 r 力 F 力臂 d θ
位矢 力 力的作用线 力臂
力臂 d = r sin θ 2.00 m
力矩大小 M 20.00 N·m
力矩方向 纸外

为什么 90° 最“省力”？

力矩大小也可以写成 M = Fd，其中 d = r sin θ 是支点到力的作用线的垂直距离。

当 r、F 固定时，90° 让 sin θ = 1，力臂达到最大；0° 和 180° 时作用线穿过支点，力臂为零。

方向不是靠颜色猜

按右手定则：四指从位矢卷向力，大拇指所指就是力矩方向。逆时针对应纸外“点”，顺时针对应纸内“叉”。

当力矩为零时没有顺、逆时针转动趋势，因此方向显示为“零”。