• Drehmoment und Hebel
  • SC
  • 05.07.2023
  • Naturwissenschaft
  • 9
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Hinweis zum Einsatz im Unterricht

Moment und Hebel

Mo­ment und Hebel

Wirkt auf einen star­ren Kör­per (z. B. ein Bau­teil oder Werk­zeug) eine Kraft () im Ab­stand () von einem Dreh­punkt aus, so ent­steht eine He­bel­wir­kung, man sagt ein Mo­ment ():

Ein­heit des Dreh­mo­ments: 1 Nm (= )

Durch die Hand­kraft und den He­bel­arm des Schrau­ben­schlüs­sels ent­steht ein Kraft­mo­ment (Mo­ment). Das Mo­ment wächst mit der Zu­nah­me der Kraft und mit der Länge des He­bel­arms.



Ent­steht durch die He­bel­wir­kung (durch das Mo­ment M) eine

Dre­hung des Kör­pers, so spricht man von einem Dreh­mo­ment

(z. B. Schrau­ben­schlüs­sel, Zahn­rad).

Bie­gung des Kör­pers, so spricht man von einem Bie­ge­mo­ment

(z. B. Wel­len­durch­bie­gung).

M = Mo­ment (engl.) = Mo­ment (Dreh- oder Bie­ge­mo­ment)

F = Force (engl.) = Kraft

l = length (engl.) = He­bel­arm, Länge

Ein­fa­che Re­chen­bei­spie­le zum Dreh­mo­ment:

Schau dir zu­nächst die Bei­spiel­rech­nung an und ver­su­che an­schlie­ßend, die zwei Re­chen­bei­spie­le ei­gen­stän­dig zu lösen!





Kraft­auf­wand bei Schrau­ben­schlüs­sel:



Be­rech­ne das Dreh­mo­ment eines Schrau­ben­schlüs­sels mit der Länge von 25 cm, den du mit einer Hand­kraft von 50 N an­wen­dest?



1. Schritt: For­mel für das Dreh­mo­ment



2. Schritt: in um­wan­deln.

25 cm = 0,25 m



3. Schritt: Zwi­schen­er­geb­nis­se in For­mel ein­set­zen und aus­rech­nen.



Lö­sung:



Das Dreh­mo­ment der Hand­kraft be­trägt 12,5 Nm.

Bei­spiel 1:

Be­rech­ne das Dreh­mo­ment, das die Hand­kraft F (40 N) bei einer He­bel­län­ge von 180 mm be­wirkt.
Lösung
For­mel:

1. Schritt: in um­rech­nen.
180 mm = 0,18 m

2. Schritt: Zwi­schen­er­geb­nis­se in For­mel ein­set­zen und aus­rech­nen.



Lö­sung:
- Das Dreh­mo­ment der Hand­kraft be­trägt 7,2 Nm.
Bei­spiel 2:

Um wie viel ver­rin­gert sich der Kraft­auf­wand F, wenn der He­bel­arm bei glei­chem Dreh­mo­ment 300 mm lang ist?
Lösung
For­mel:

1. Schritt: For­mel um­for­men, damit frei­steht.


2. Schritt: in um­wan­deln.
300 mm = 0,3 m

3. Schritt: Zwi­schen­er­geb­nis­se in For­mel ein­set­zen und aus­rech­nen.



Lö­sung:
- Der Kraft­auf­wand ver­rin­gert sich um 16 New­ton.

Und jetzt du:

1
Wie lautet die richtige Formel für das Moment?
2
Die Maßeinheit für das Moment ist . Bei welchem Thema sind wir dieser Maßeinheit schon einmal begegnet?
3
Er­gän­ze die Lü­cken im Merk­satz.

Ent­steht durch die He­bel­wir­kung eine Drehung des Kör­pers, so spricht man von einem Drehmoment (z. B. Schrau­ben­schlüs­sel, Zahn­rad).



Ent­steht durch die He­bel­wir­kung eine Biegung des Kör­pers, so spricht man von einem Biegemoment (z. B. Wel­len­durch­bie­gung).

4
Handelt es sich bei der Abbildung rechts um ein Anwendungsbeispiel für das Drehmoment?
Stemm­ei­sen von Ge­r­alt - Pix­a­bay.com
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