Greift an einem drehbar
gelagerten Körper eine
Kraft an, so verursacht diese im Allgemeinen eine Drehung des Körpers
um die Drehachse. Ein Beispiel
dafür ist ein Schraubenschlüssel, mit dem eine Schraube gelöst
oder angezogen werden soll (Bild 1). Die Drehwirkung
einer Kraft wird mit der physikalischen Größe Drehmoment beschrieben.
Das Drehmoment gibt an, wie stark eine Kraft auf einen drehbar gelagerten
Körper wirkt.
| Formelzeichen: | M |
| Einheit: | ein Newtonmeter (1 Nm) |
Berechnung des Drehmoments
Entscheidend für die Wirkung einer Kraft, die außerhalb der
Drehachse an einem Körper angreift (Bild 2), sind
- der Betrag der Kraft,
- die Richtung der Kraft,
- der Abstand des Angriffspunktes von der Drehachse.
Allgemein kann das Drehmoment berechnet werden mit der Gleichung:
Das Drehmoment ist also allgemein das Kreuzprodukt
aus Kraftarm und Kraft
und damit auch selbst eine vektorielle
Größe, die parallel zur Drehachse verläuft. Je nach
Richtung von Kraftarm und Kraft kann das Drehmoment sehr unterschiedliche
Beträge haben (Bild 3).
Messung des Drehmoments
Das Drehmoment kann mithilfe eines Drehmomentenschlüssels
gemessen werden (Bild 4). Bei Einwirkung einer Kraft verbiegt sich der
lange Schaft mit dem Griff, während sich die Stellung des Zeigers
nicht verändert. An einer Skala kann das Drehmoment abgelesen werden.
Beachte: Bei einer Reihe von Verschraubungen
ist ein bestimmtes Drehmoment vorgeschrieben oder empfohlen. Das lässt
sich nur einhalten, wenn man mit einem Drehmomentenschlüssel arbeitet.
So wird für die Radmuttern von Pkw in der Regel ein Drehmoment von
90 Nm empfohlen. Bei Lkw und Bussen liegt dieser Wert bei etwa 600 Nm.
Der Drehmomentensatz
Auf drehbar gelagerte Körper, z. B. auf Hebel,
können gleichzeitig mehrere Drehmomente wirken. Wenn z. B. zwei Personen
auf unterschiedlichen Seiten einer Schaukel sitzen, wirken zwei Drehmomente.
Diese beiden Drehmomente bewirken eine Drehung in unterschiedlicher Richtung.
Für den Fall des Gleichgewichts gilt der Drehmomentensatz,
der besagt:
Drehbar gelagerte Körper befinden sich im Gleichgewicht, wenn die Summe der linksdrehenden Drehmomente gleich der Summe der rechtsdrehenden Drehmomente ist.
