Drehmomente

Drehmoment, auch torque genannt, ist eine Größe der Mechanik, die angibt, wie stark eine Kraft dazu tendiert, eine Körper um eine Achse oder einen Drehpunkt zu drehen. Es hängt vom Angriffspunkt der Kraft, dem Abstand zur Drehachse und dem Winkel der Kraft relativ zum Hebel ab.

Mathematisch wird das Drehmoment als Vektor τ beschrieben: τ = r × F, wobei r der vom Drehzentrum zum Kraftangriffspunkt gerichtete Vektor ist und F die wirkende Kraft. Der Betrag des Drehmoments ist τ = r F sin(θ), wobei θ der Winkel zwischen r und F ist. In einer Ebene um die z-Achse ergibt sich zum Beispiel τ_z = x F_y − y F_x.

Die Richtung des Drehmoments wird durch die Rechte-Hand-Regel festgelegt: Der Drehmomentvektor zeigt in die Richtung der Achse, um die sich das System dreht, und das Vorzeichen gibt die Drehrichtung an.

Drehmomente spielen in der Dynamik eine zentrale Rolle: Summe der äußeren Drehmomente um eine Achse gleich Iα, wobei I das Trägheitsmoment und α die Winkelbeschleunigung ist. In statischer Gleichgewichtslage ist Στ = 0.

Anwendungsbeispiele reichen von Schraubenschlüsseln und Motoren bis zu Getrieben, Kranschienen und Fahrradkonstruktionen. Bei der Auslegung von Bauteilen wird das Drehmoment berücksichtigt, um notwendige Kräfte und Belastungen sicherzustellen.

Hinweis: Das Drehmoment ist nicht dasselbe wie das Biegemoment in der Festigkeitslehre; der Begriff Biegemoment bezieht sich auf die Beanspruchung durch Biegung eines Bauteils.