Physik

Momente

Warum ein kleines Gewicht weit außen ein großes weit innen ausgleicht.

Balkenwaage in Physics Lab: ein messingfarbener Balken mit Skala auf einem Drehpunkt, an jedem Ende ein gegossenes Gewicht, daneben die Kontaktkraft unter jedem abgelesen.

Ein Moment ist eine Kraft mal dem Abstand vom Drehpunkt, an dem sie angreift. Ein Newton einen Meter außen und zwei Newton einen halben Meter außen ergeben dasselbe Moment, also bleibt ein Balken, der beide trägt, im Gleichgewicht. Darin steckt die ganze Wippe, das Brecheisen, der Schraubenschlüssel und der Kran.

Was zählt, ist der senkrechte Abstand vom Drehpunkt zur Wirkungslinie der Kraft, nicht der Abstand zum Angriffspunkt. Drückt man genau auf den Drehpunkt, ist der Abstand null und das Moment auch — deshalb geht eine Tür nicht auf, wenn man am Scharnier drückt.

GrößeZeichenWie es gerechnet wirdEinheit
Ein MomentMKraft × senkrechter AbstandNewtonmeter
Gleichgewichtdie Momente der einen Seite gleich denen der anderen

Lege in der App eine Bohle auf ein Gelenk und hänge Gewichte daran. Ein Messgerät, das den Winkel der Bohle liest, bleibt bei null stehen, wenn die Momente übereinstimmen. Schiebe ein Gewicht nach außen und sieh dem Winkel zu. Der Schwerpunkt einer Form lässt sich verschieben, und damit ändert sich das Moment, das ihr eigenes Gewicht um ein Gelenk woanders macht.

Öffne in der App die Szene Balkenwaage, um das hier laufen zu sehen.

Der Rest