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Drehmomente und Drehkräfte — Sport, 14–17 Jahre

Warum eine Kraft einen Gegenstand wirksamer dreht, wenn sie weiter vom Drehpunkt entfernt angreift.

Kraft mit Hebelarm

Ein Drehmoment beschreibt, wie stark eine Kraft einen Gegenstand um einen Drehpunkt drehen will. Es hängt von zwei Dingen ab: der Kraft und dem senkrechten Abstand zwischen Drehpunkt und Wirkungslinie der Kraft. Drehmoment = Kraft × Abstand, gemessen in Newtonmetern.

Warum Griffe weit von Scharnieren entfernt sind

Eine Tür zu öffnen ist ein Drehproblem und nicht nur ein Schiebeproblem. Ein Griff weit von den Scharnieren entfernt erzeugt bei gleichem Druck ein größeres Drehmoment, daher ist weniger Kraft nötig. Die Idee entstand aus praktischen Hebeln, mit denen man schwere Gegenstände bewegen konnte.

Einen Schraubenschlüssel drehen

Du drückst mit 30 N in einem senkrechten Abstand von 0,20 m vom Bolzen auf einen Schraubenschlüssel. Drehmoment = Kraft × Abstand = 30 × 0,20 = 6,0 Nm. Wäre der Griff nur 0,10 m lang, ergäbe derselbe Druck 3,0 Nm, und das Drehen wäre schwieriger.

Nicht jeder Abstand zählt

Ein häufiger Fehler ist, den Abstand entlang des Gegenstands statt den senkrechten Abstand zur Wirkungslinie der Kraft zu verwenden. Das wirkt vernünftig, weil ein scheinbar längerer Hebel oft hilft. Eine zum Drehpunkt gerichtete Kraft erzeugt jedoch kein Drehmoment, selbst wenn ihr Angriffspunkt weit entfernt ist.

Sichere Konstruktionen entwerfen

Ingenieurinnen und Ingenieure verwenden Drehmomente beim Entwurf von Kränen, Brücken, Regalen und Fahrradbremsen. Sie vergleichen Drehmomente im und gegen den Uhrzeigersinn, damit eine Konstruktion nicht unerwartet kippt oder sich verdreht. Eine breite Basis und gut verteilte Lasten können die Drehwirkungen ausgleichen.

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