扭矩是当力作用于包含支点或旋转轴（即物体旋转的点）的物体上时所产生的效应，它表现为物体的旋转运动。力会使物体在施加力的线性方向上加速，但在扭矩的情况下，它会导致物体相对于旋转轴在角度方向上加速。扭矩也被称为“力矩”，因为它取决于力的大小以及力臂，即力的作用线与旋转轴之间的垂直距离。扭矩对于旋转运动的重要性，就像力对于直线运动一样基础。在这篇文章中，我们将一起学习扭矩，了解扭矩是如何引起旋转的，以及如何解决基于扭矩的数值问题。
目录
- 扭矩定义
- 什么是扭矩？
- 扭矩公式
- 如何计算扭矩？
- 扭矩的类型
- 扭矩的应用
- 哪些因素会影响车辆的扭矩？
- 为什么扭矩在汽车中很重要？
- 扭矩计算实例
扭矩定义
> 能够使物体绕轴旋转的力被测量为扭矩。在直线运动学中，力是驱动物体加速度的原因。与此类似，角加速度是由扭矩引起的。
因此，扭矩可以被视为力在旋转方面的对应物。旋转轴是物体围绕其旋转的一条直线。
什么是扭矩？
物理学中的扭矩仅仅是力使物体转动或扭转的倾向。扭矩有多种称呼，包括力矩。力臂或杠杆臂是指力的作用点与旋转轴之间的距离的度量。
您可能见过卡车修理工使用长铁杆来松开车轮的螺栓。使用长杆增加了扭矩的大小，因此修理工只需施加较小的力就能轻松拧松螺栓。如果门把手安装在远离铰链的外侧边缘，打开或关闭门就会更容易。
扭矩公式
扭矩公式由力与从支点出发的位移矢量之间的叉积给出。因此，在数学上扭矩可以写成：
> 扭矩 = 力 × 位移矢量
>
>
>
> 或者
>
>
>
> \bold{\tau = \vec{r}\times\vec{F} = rF\sin\theta }
>
>
>
> 其中 θ 是矢量 r 和矢量 F 之间的夹角。
扭矩的单位和量纲
扭矩的国际单位制（SI）单位是 N-m（牛顿-米）或 kg.m2.s-2。除此之外，扭矩的其他单位还包括达因-厘米、磅-英尺和磅-英寸。
扭矩的量纲是力乘以距离，即 [MLT-2] × [L] = [ML2T-2]，其中 [M] 代表质量的量纲，[L] 代表长度的量纲，[T] 代表时间的量纲。
如何计算扭矩？
如图所示，N 表示旋转轴，F 是施加在 p 点用于旋转的水平力，d 表示力臂（力的作用线到旋转轴之间的垂直距离）。
!扭矩
> 扭矩 = 力 × 垂直距离
τ = F d × sin90° [θ = 90°, NO = d]
τ = F × d × 1 [sin90° =1]
τ = F × d
或者换句话说，
> τ = F × r
因此，扭矩 = 力 × 力臂
扭矩的测量
扭矩的单位是用牛顿米 来测量的。这个方程可以表示为力矢量和位置矢量的乘积。
也请查看：
- 马力与扭矩的区别
- 均匀电场中电偶极子上的扭矩
- 角动量
- 矩形电流环上的扭矩
- 向量的标量积
- [标量和向量](https://www.geeksforgeeks.org/physics/scalar-product