一、力矩：

（一）力矩的定義：

1.力矩：決定物體轉動的難易程度，是具有大小及方向性的物理量。

（1）公式：

（2）力矩的重力單位：

（3）力矩是有方向性的物理量，其方向只有兩種可能：順時鐘或逆時鐘方向。

2.力矩愈大則物體愈容易轉動，當物體同時受到多個力矩時，則以合力矩的大小和方向決定物體的轉動。

（二）力矩的計算：

1.作用力與力臂的關係：

（1）當力的作用線（延長線）與力臂長是垂直的，直接以作用力F乘上力臂長d，即：力矩＝F×d。

（2）若力的作用線通過轉軸（即支點），則力臂長為零。（如圖一）

2.如果作用力的延長線不會通過支點，也未與槓桿垂直，則以轉軸至力的延長線兩者垂直距離為力臂長。（如圖二）

3.物體所受的合力矩為零時，即達成轉動平衡，此時順時鐘力矩大小等於逆時鐘力矩的大小。

4.靜力平衡：一物體同時達成移動平衡和轉動平衡。

（移動平衡：合力＝0，轉動平衡：合矩力＝0）

二、力矩的運用：

（一）槓桿：

1.槓桿：可繞固定轉軸或支點旋轉的工具，在槓桿的一端施力產生力矩，另一端則有抗力的力矩，兩力矩的方向是方相反的。（如圖三）

2.槓桿原理（槓桿的平衡）：

順時鐘力矩＝逆時鐘力矩　（合力矩＝0），此時槓桿達轉動平衡，亦即：施力×施力臂＝抗力×抗力臂。

（二）槓桿的種類：

1.槓桿是否省力的分析.：

（1）當施力臂＞抗力臂時，為省力的槓桿，例如鍘刀、拔釘銲等。

（2）若施力臂＜抗力臂時，為費力的槓桿，例如麵包夾、掃帚等。

2.【槓桿的種類】：（如表一）

（1）支點在中間的槓桿：此種槓桿不一定省力也不一定費力，視施力臂與抗力臂的大小而定，天平、剪刀等機械即屬於類型。

（2）施力點在中間的槓桿：此種槓桿必定費力，但可以省時。例如掃帚即為此一類型（如圖四）

（3）抗力點在中間的槓桿：此種槓桿必定省力，但較為費時。如鍘刀即為此一類型（如圖五）

三、靜力平衡：

（一）平衡的條件：

1.物體受兩力作用時，欲達成平衡（指的是靜力平衡）的四個條件：即兩力的大小相等、方向相反、作用成一直線且作用在同一物體上。

2.靜力平衡指物體達移動平衡及轉動平衡，亦即：

（1）物體所受的合力＝0時，可達成移動平衡。

（2）物體所受的合力矩＝0時，可達成轉動平衡。

（二）達平衡時的運動狀態：

1.物體達移動平衡時其運動狀態為：可能做等速度直線運動或保持靜止不動。

2.物體達轉動平衡時其運動狀態為：不轉動。

3.達成靜力平衡時的物體其運動狀態為：不轉動、可能做等速度直線運動或保持靜止不動。（如表二）