Drehmomente und Drehgleichgewicht — Physik, 14–17 Jahre

Eine Kraft kann einen Körper drehen, nicht nur verschieben. Drehmomente erklären, warum der Abstand zum Drehpunkt zählt und wie ausgeglichene Körper ruhig bleiben.

Was ein Drehmoment ist

Ein Drehmoment misst, wie stark eine Kraft einen Körper um einen Drehpunkt drehen will. Es hängt von der Kraft und vom senkrechten Abstand des Drehpunkts zur Wirkungslinie ab: Drehmoment = Kraft × Abstand. Ein längerer Hebel erzeugt mit demselben Druck eine stärkere Drehwirkung.

Warum Drehmomente wichtig sind

Man musste vorhersagen können, ob ein Balken, eine Wippe oder ein Kran kippt oder im Gleichgewicht bleibt. Eine große Kraft nahe am Drehpunkt kann weniger Drehwirkung haben als eine kleinere Kraft weiter außen. Die Idee entstand bei praktischen Maschinen wie Hebeln, bevor sie berechnet wurde.

Eine ausgeglichene Wippe

Ein Kind wiegt 400 N und sitzt 1,5 m vom Drehpunkt entfernt. Sein Drehmoment beträgt 400 × 1,5 = 600 N m. Ein Kind mit 300 N muss auf der anderen Seite 600 ÷ 300 = 2,0 m entfernt sitzen. Dann sind die Drehmomente in beide Richtungen gleich.

Der häufige Denkfehler

Ein häufiger Fehler ist, die Entfernung entlang des Körpers statt den senkrechten Abstand zur Wirkungslinie der Kraft zu verwenden. Das scheint vernünftig, weil man Lineal oder Balken leicht messen kann; eine Kraft durch den Drehpunkt hat aber unabhängig von der Länge keine Drehwirkung. Zeichne zuerst die Wirkungslinie.

Wo es verwendet wird

Türgriffe liegen weit von den Scharnieren entfernt, damit ein mäßiger Druck ein brauchbares Drehmoment erzeugt. Mechaniker verwenden aus demselben Grund lange Schraubenschlüssel. Ingenieure berechnen Drehmomente auch bei Brücken, Kränen und Regalen, doch echte Bauwerke brauchen mehr Prüfungen als eine einzige Gleichung.

Weiter erkunden

Andere Sprachen

MyLeoNes™ wird geladen…