Drehmoment

 

Das Drehmoment ist eine physikalische Größe, die das Bestreben eines Kräftepaars beschreibt, einen Körper um eine Drehachse zu drehen. Es ist das analoge Konzept zur Kraft für Drehbewegungen.

Das Drehmoment wird oft mit dem Symbol „M“ oder „τ“ dargestellt und hat sowohl einen Betrag als auch eine Richtung. Es hängt von der angreifenden Kraft und dem Abstand zwischen der Drehachse und der Angriffslinie der Kraft ab. Das Drehmoment wird mathematisch als das Kreuzprodukt zwischen dem Ortsvektor (Abstandsvektor) von der Drehachse zum Angriffspunkt der Kraft und der auf den Körper ausgeübten Kraft definiert.

Das Drehmoment wird in Newtonmeter (Nm) oder auch in kg·m²/s² gemessen, da es das Produkt aus einer Kraftkomponente und einem Hebelarm ist.

Einige wichtige Eigenschaften des Drehmoments sind:

  1. Das Drehmoment verursacht eine Änderung des Drehimpulses: Wenn auf einen Körper ein Drehmoment ausgeübt wird, ändert sich sein Drehimpuls. Das Drehmoment ist definiert als die zeitliche Änderungsrate des Drehimpulses.
  2. Das Drehmoment ist abhängig vom Hebelarm: Der Hebelarm ist der senkrechte Abstand zwischen der Drehachse und der Angriffslinie der Kraft. Je größer der Hebelarm ist, desto größer ist das Drehmoment bei gegebener Kraft.
  3. Das Drehmoment folgt dem rechten-Hand-Regel: Die Richtung des Drehmoments wird durch die rechte-Hand-Regel bestimmt. Wenn der Daumen der rechten Hand entlang des Drehachse zeigt und die Finger den Weg der Kraft anzeigen, zeigt die Richtung des ausgestreckten Zeigefingers die Richtung des Drehmoments.

Das Drehmoment findet Anwendung in vielen Bereichen der Physik und Technik. Es ist wichtig bei der Beschreibung der Rotationsbewegungen von Rädern, Motoren, Getrieben und anderen rotierenden Maschinenteilen. In der Mechanik spielt das Drehmoment eine wesentliche Rolle bei der Berechnung von Kräften und Momenten in statischen und dynamischen Systemen. In der Automobilindustrie wird das Drehmoment als Leistungsparameter von Motoren verwendet. In der Physik hat das Drehmoment auch in der Quantenmechanik und in der Festkörperphysik Bedeutung.