Was ist ein Moment?

Das Konzept eines Moments (oder Kraftmoments) ist das einer Fernkraft. Es misst nicht nur, wie stark die Kraft ist, sondern auch, wie weit sie aufgebracht wird (für Rotationszwecke).

Stellen Sie sich eine Wippe mit einem Bären und einem Stinktier vor.

Um die Idee des "Gleichgewichts" zu quantifizieren, benötigen Sie eine Beschreibung des Gewichts jedes Objekts sowie die Entfernung dieses Gewichts relativ zum Drehpunkt (rotes Dreieck).

Sie setzen die Momente gleich

_{Wo$x_B$Und$x_K$sind die Entfernungen (des Bären bzw. des Stinktiers) und$W_B$Und$W_K$die Gewichte (des Bären bzw. des Stinktiers).}

Die Einheiten sind$\mbox{[force]} \times \mbox{[distance]}$für Momente. Im SI- System also$\rm N\,m$(Newtonmeter) und in den üblichen Einheiten angegeben$\rm lbs\;ft$(Fuß-Pfund).

$\mathrm{Nm}$ist nicht das Moment (oder Drehmoment), sondern die physikalische Einheit des Drehmoments im SI-Einheitensystem. Das Drehmoment ist definiert als$\tau = F_\bot d$das ist die Komponente der Kraft orthogonal zur Linie, die den Angriffspunkt und den Drehpunkt verbindet, multipliziert mit ihrem Abstand.

Wenn Sie beispielsweise einen einen Meter langen Schraubenschlüssel verwenden und eine Kraft von$1\,\mathrm{N}$Am Ende des Schraubenschlüssels üben Sie ein Drehmoment von aus$1\,\mathrm{Nm}$Bei der Mutter geht es darum, dass aufgrund des Hebelgesetzes die gleiche Kraft aufgebracht wird, um die Reibung zwischen der Mutter und dem Gewinde zu überwinden, wenn Sie einen Schraubenschlüssel hätten$0.1\,\mathrm{m}$lange und Sie würden die Kraft anwenden$10\,\mathrm{N}$(gibt auch ein Drehmoment von$\tau = 0.1\,\mathrm{m} \cdot 10\,\mathrm{N} = 1\,\mathrm{Nm}$). In diesem Sinne treiben Sie die Mutter in beiden Fällen mit der gleichen Kraft an, und daher ist die richtige Größe zur Beschreibung der Wirkung auf die Mutter das Drehmoment.

Zum Ausdehnen ist das Drehmoment das Analogon der Kraft für eine kreisförmige Bewegung. Wenn Sie zum Beispiel ein Schwungrad betrachten, dann gibt es die Gleichung$\tau = J\alpha$, das ist formal analog zu$F = ma$, und beschreibt, dass man ein bestimmtes Drehmoment aufbringen muss, um eine bestimmte Winkelbeschleunigung zu erreichen$\alpha$. Der Faktor$J$heißt Trägheitsmoment.

Damit ein starrer Körper in Ruhe bleibt, muss die Summe der Kräfte Null sein (sonst wird der Schwerpunkt beschleunigt und der Körper wird nicht statisch) und die Summe der Drehmomente muss Null sein (andernfalls wird der starre Körper beginnen sich zu drehen und sind daher nicht statisch).

Das Moment ist selbst keine Kraft, sondern eine Größe, die die Tendenz der Kraft beschreibt, eine Drehung um einen bestimmten festen Drehpunkt zu bewirken. Betrachten Sie zum Beispiel den einfachen Hebel. Je länger Sie den Arm machen, desto einfacher ist es, ein bestimmtes Gewicht mit der gleichen Kraft zu bewegen. Dies liegt daran, dass Sie durch die Verlängerung des Arms das Moment der Kraft im Objekt erhöht haben.

Das Wichtigste, was Sie verpasst haben, ist, dass der Moment keine Einheit ist, also sagen Sie nicht "1 Moment ..."

Moment ist dasselbe wie Drehmoment, was Sie wahrscheinlich bereits intuitiv verstehen. Es ist ein Maß für Ihre Fähigkeit, mit Kraft eine Rotation zu bewirken.

Sie können es sich vorstellen, indem Sie daran denken, eine Tür von einem Punkt sehr nahe am Türscharnier oder einem Punkt in der Nähe der gegenüberliegenden Kante zu schieben. Es ist offensichtlich einfacher, es von der Kante zu öffnen.

Damit kommen wir zu unserer Formel. Ihre Fähigkeit, die Tür zu öffnen, wird beeinflusst von:

• die Kraft, die Sie anwenden (direkt proportional)
• der Abstand zwischen Ihrem Angriffspunkt der Kraft und der Mittelachse, um die sich die Tür dreht (wieder direkt proportional)

Daher finden wir, dass die Einheit des Drehmoments (oder des Moments, wenn Sie es vorziehen) ist$Nm$, denn die Formel lautet:$\tau =F\times s$.