Drehmoment

Aus SystemPhysik
Wechseln zu: Navigation, Suche

Drehmoment und Drehimpuls

Ein Drehmoment ist eine Drehimpulsstromstärke oder eine Drehimpulsquellenstärke bezüglich eines Systems. Ein Drehmoment bezieht sich immer auf einen Körper, Drehmomente sind keine eigenständige Objekte der Natur. Aus diesem Grund muss man einen Körper freischneiden, um die Drehmomente korrekt einzuzeichnen.

Ursprünglich sind Drehmoment und Drehimpuls rein geometrisch mit Hilfe von Kraft und Impuls definiert worden. Im Gegensatz zu dieser nichtlokalen Darstellung eignet sich die hier gegebene systemdynamische Definition bestens für komplexe Systeme.

Drehimpuls'''ströme''' treten über einzelne Bauteile in den freizuschneidenden Körper (Bilanzgebiet) ein. Fliesst der Drehimpuls in seine Bezugsrichtung, steht das Drehimpuls führende Bauteil unter Torsion, fliesst der Drehimpuls seitwärts, tritt Biegung auf. Eine Drehmpuls'''quelle''' entsteht, wenn Impuls seitwärts zu seiner Bezugsrichtung durch den Körper transportiert wird (Hebelgesetz). Besitzt der Körper einen elektrischen oder einen magneitischen Dipol, bildet das entsprechende Dipolmoment zusammen mit dem elektromagnetischen Feld eine Drehimpulsquelle. Der Drehmomentenpfeil beschreibt die Stärke des Drehimpulsstromes oder der Drehimpulsquelle. Der Drehmomentenpfeil sagt nichts über die Richtung, in die der Drehimpuls tranportiert wird.

Das Drehmoment wird in Newtonmeter (Nm; 1 Nm = 1 kgm2/s2) gemessen. Als Formelzeichen verwenden wir M oder (Mx, My, Mz).

eindimensional

Der Drehmomentenpfeil zeigt entweder in oder gegen die Bezugsrichtung. Zeigt der Pfeil in Bezugsrichtung, fliesst Drehimpuls in den fraglichen Körper hinein, zeigt er gegen die Bezugsrichtung, fliesst der Drehimpuls aus dem Körper heraus. Diese Aussage kann in zwei Merksätzen formuliert werden

  • ein zufliessender Drehimpulsstrom ergibt ein positives Drehmoment, ein abfliessender Drehimpulsstrom ein negatives Drehmoment
  • ein in die postive Richtung weisender Drehmomentenpfeil symbolisiert die Stärke eines zufliessenden Drehmpulsstromes, ein in negative Richtung weisender Peil steht für die Stärke eines abfliessenden Drehimpulsstromes

Häufig wird statt eines vektorartigen Pfeils ein gekrümmter Wirkpfeil gezeichnet. Der Wirkpfeil umschlingt den Vektorpfeil gemäss der Regel der rechten Hand.