力矩的概念、方向
以扳手拧螺丝为例，目的是给螺丝一个作用力，使其产生扭转（或转动）的效应，按照大家的生活经验，这个力是很“讲究”的：在拧扳手的时候有的地方很费劲，而有的地方很轻松就能拧动；即使同一个地方拧，往不同的方向用力，有的方向也会更“费劲”。翻译成力学语言也就是：在产生相同的转动效果的前提下，以不同的方向、不同作用点作用力，所需要的力的大小是不同的。如何解释这个现象呢？
将上述问题转换成下图力学模型，对其进行力学分析：
如上图所示，F1、F2（方向沿扳手轴线方向）很明显并不能够使扳手转动，原因是什么？F3、F4的作用点相同、方向不同 ，哪一个方向更为“省力”？F4、F5的方向相同、作用点不同 ，哪种方式更为“省力”？
为了解决上述问题，引入力矩的概念，力矩的定义是力使物体绕某一点（或某一轴）转动效应的量度，这里先给出力矩的代数式：
即力F对O点产生的力矩，其中h定义为力臂，即转动点（或轴）到力的作用线的垂直距离。
再回到上面扳手拧螺丝的问题，由于螺丝中心O点通过F1、F2两个力的作用线，即F1、F2对O点的力臂为0，由公式可得F1、F2对O点的力矩也为0，所以F1、F2不会对O点产生转动效应，故F1、F2不能使扳手转动，可以得出：当力臂等于零时，不论作用力多么大，对物体都不会产生转动作用。
再比较F3、F4，通过上图可以看出F3的力臂小于F4的力臂，要对O点产生相同的力矩，则F3的大小大于 F4，也就是沿着F4方向更为“省力“：同理，下图中，F4的力臂显然大于F5的力臂，因此以 F4的作用点来作用力更为“省力“。
这里可以通过上述分析得出一个小窍门：拧扳手的时候垂直于扳手的方向更“省力”，且远离螺丝位置更容易拧动螺丝。
细心的你可能发现了，上面力对点的矩公式中是有正负号的：
正负号是表明了转动的方向，还是以扳手拧螺丝为例，一般情况下，顺时针拧将螺丝拧紧，而逆时针拧使螺丝拧松，这两个不同方向的力的作用效果显然是不同的，所以对力矩的正负也是有规定的，一般规定使物体发生逆时针转动的力矩为正，反之为负。
总而言之，力矩是衡量一个力对一个物体产生转动效应的物理量，上述分析是基于在平面中绕某一个点转动，还有空间中绕轴转动的例子我们会在以后和大家一起学习。【免责声明】本文来自力学趣话（ID:gh_d59f76b437f1），版权归原作者所有！仅用于个人学习，对文中观点判断均保持中立，若您认为文中来源标注与事实不符，若有涉及版权等请告知，将及时修订删除，谢谢大家的关注！
