Wie kann man sich das Drehmoment vorstellen?
Hallo,
ich habe Technische Mechanik in der Uni aber verstehe nicht so recht, was ein Drehmoment ist.
Eine Kraft ist mir z.B. klar. Die Kraft hat eine Größe, einen Angriffspunkt und eine Richtung. Aber wie sieht das mit dem Drehmoment aus? Ist das auch eine Kraft, die in eine Richtung wirkt, oder eine Kraft die sich im Kreis dreht?
Wie ihr seht, habe ich nicht so die Ahnung, was ein Drehmoment ist. Das einzige, was ich weiß ist, das ein Drehmoment einen Körper in Rotation versetzt. Aber da ist es doch im Endeffekt wieder eine Kraft. Wieso dann Drehmoment?
7 Antworten
Mal was zum anfassen:
Nimm ein schweren Gegenstand (Masse) in die Hand und streck damit Dein Arm aus!
Das Gewicht erzeugt so ein Drehmoment in Deinem Schultergelenk.
Dieses Drehmoment hat etwa* die Größe:
Drehmoment = Masse Gegenstand [kg] x Erdbeschleunigung [m/s²] x Armlänge [m]
***** Die Streckenlast vom Arm hab ich der Einfachheit halber vernachlässigt!
Der Arm hat ebenfalls eine Masse und wirkt somit zusätzlich ein Drehmoment auf Dein Schultergelenk aus.
So kann man sich das gut vorstellen.
Was auch noch hilft ist die Vorstellung von genau einem Newtonmeter (1Nm).
Ein Newtonmeter Nm bedeutet etwa* eine Masse von 0,1kg (100g) auf einer 1m langen Stange zu halten.
Dabei wirkt die Masse ein Drehmoment von etwa 1Nm auf Dein Handgelenk aus.
Als Beschleunigung nimmt man natürlich die Erdbeschlunigung von ca. 9,81m/s² an.
*Die Streckenlast der Einfachheit halber wieder vernachlässigen!
Eigentlich ganz einfach, oder?
Ja, aber am gegenüberliegenden Ende von der Krafteinwirkung.
Zumindest ist das Drehmoment dort maximal.
Bei der Spielzeugwippe wirkt das Drehmoment in der Mitte, im Lager.
Das Drehmoment bewirkt dann bei ungleicher Gewichtsverteilung die Bewegung nach unten.
Der Ständer hat eine ganz besondere Funktion dabei.
Er hält beide Stangen in der Luft , sonst wäre ein Wippen erst gar nicht möglich.. ;)
Das dürfte für Dich auch interessant sein: http://www.physik.lmu.de/lehre/vorlesungen/wise_07_08/pph/Skripte/PPh_04.pdf
wenn die Kraft mit einem bestimmten Abstand auf einen Rotationskörper wirkt verändert sich das Drehmoment in Abstand zur Achsmitte!
einfacher gesagt denk an einen einarmigen Hebel sprich wenn du mit einer Kurbel eine Seilwinde drehst musst du um so mehr Kraft bei gleichmässiger Last aufbringen je kürzer der Kurbelarm ist!
OK. Das heißt, wir haben einen Körper. Dann haben wir die Länge des Hebels. Die Formel für das Drehmoment lautet ja: M = F*h
Umso länger der Hebel, umso größer das Drehmoment. Das heißt, im Endeffekt ist die wirkende Kraft am Körper größer?
Heißt das, die Eigenschaft vom Drehmoment ist es, einen Körper um seine eigene Achse rotieren zu lassen? Obwohl eine Kraft ja dasselbe bewirken kann, wenn ich beispielsweise Flaschendrehen spiele.
Habe jetzt das meiste verstanden. In meinem Skript steht jedoch:
Die Kraft F ist vorgegeben. Ihre Größe und die Richtung sind fest definiert.
Wenn P1 einen Abstand von 1m zur Wirkungslinie von F hat, P2 aber einen Abstand von 2m, dann ist das Drehmoment für P2 doppelt so groß. Obwohl die Kraft F für beide Fälle gleich groß und die selbe Richtung hat. Das ist ja das, was mich irritiert. Denn an P1 oder P2 passiert ja nichts mechanisches. Es sind einfach nur Punkte, die beliebig ausgewählt bzw. ausgedacht wurden.
Was mich irritiert ist, dass es für ein Beispiel, indem eine fest definierte Kraft vorkommt, für diese Kraft mehrere Drehmomente von unterschiedlicher Größe existieren, da man den Bezugspunkt P eben beliebig wählen kann.
Eine fest definierte Kraft kann doch nur ein Drehmoment auf den Körper bewirken, den diese Kraft angreift.
"Vorstellen" können sich das am besten die mit Schrauben zu tun haben: die Schrauber
Und damit eine Schraube nicht zu fest oder zu lose "sitzt", gibt man - nicht nur in der Automobiltechnik - Drehmomente an.
Mit einem sehr langem Hebel (Länge r) würde man wegen M = F * r
enorme Kräfte auf die kleine Schraube wirken lassen! Drehmoment-Schlüssel können einen einstellbaren Wert begrenzen.
Schöner Witz: Auf die Frage, wie man eine Schraube mit 7 Nm "anziehen" kann, wenn man nur "Schlüssel" bis 5 Nm hat -> kommt die Anwort: "erst 5 Nm und dann mit 2 Nm nachziehen..." :-)
Oh, schon viele gute Antworten, ich versuche es auch noch mal, das Drehmomet resultiert aus einer Kraft, aber nicht in eine Richtung, sondern um einen Punkt.
Die Bewegung ist dann eine Folge der Kraft.
Einfache Vorstellung: stell dir eien Stange vor, 1m lang, waagerecht, auf einer Seite befestigt. Auf dem freien Ende hängst du 1kg (~10N, genau genommen bei uns 9,81N) dann wirkt an dem freien Ende eine Kraft von 10N nach unten (auch wenn die Stange sich nicht bewegt) Jetzt kommts: an der Befestigung der Stange versucht die Stange, sich um diese Befestigung nach unten zu drehen, und an diesem Punkt wirkt die Kraft rotatorisch und das nennt man dann Moment, der einfach heit halber multipliziert man die wirkende Kraft und den Hebel, in unserem Fall dann 1m x 10N --> 10Nm.
Das Ganze ist jetzt erst mal statisch, spannend wird es, wenn mann die resultierende Bewegung mit hinzu nimmt, denn die Kraft bzw. Moment x Bewegung entspricht der Leistung.
So weit, vielleicht hats geholfen, alles Gute, cvo
Genau da hapert es bei mir. Ich kann mir nicht vorstellen, wie die Stange versucht sich nach unten zu drehen. Visuell kann man's vermutlich auch nicht darstellen!?
Nimm eine ein Meter lange Stange in die Hand, hänge 1kg (~10N) ans äußere End und versuche die Stange dann waagerecht zu halten. Das, was Du dann im Handgeleng spürst, ist das Drehmoment, 1kg mit einem Meter Hebel. (~10Nm)
denn das Gewicht versucht (sofern Du Deine Hand überhaupt oben halten kannst) deine Hand über das Handgelenk nach unten zu drehen.
Hilft das? cvo
Ja, das hilft super! Jetzt weiß ich ungefähr was damit gemeint ist. :)
Ja, das Beispiel ist in der Tat sehr hilfreich! :)
Ist es richtig, dass das Drehmoment immer am Ende einer Stange wirkt? Z.B. auf einer Spielzeugwippe, dort wirkt das Drehmoment ebenfalls am anderen Ende, wenn ein Ende mit einer Kraft belastet wird? Hat hierbei der Ständer irgendeine besondere Bedeutung(mechanisch gesehen)?