Unterschied zwischen Drehmoment und Torsion

Hauptunterschied - Drehmoment vs. Torsion

Drehmoment und Torsion beziehen sich beide auf das Drehen eines Körpers. Das Hauptunterschied zwischen Drehmoment und Torsion ist das Drehmoment beschreibt etwas, das eine Winkelbeschleunigung erzeugen kann, wohingegen Torsion beschreibt die Verdrehung, die in einem Körper aufgrund eines Drehmoments gebildet wird.

Was ist Drehmoment?

Drehmoment beschreibt eine Kraft, die dazu in der Lage ist Ändern der Winkelgeschwindigkeit eines Objekts oder Torsion um eine Achse verursachen. Das durch eine Kraft erzeugte Drehmoment wird ermittelt, indem der senkrechte Abstand zwischen der Kraftlinie und der Drehachse multipliziert wird. Alternativ könnte man die Kraftkomponente senkrecht zu der kürzesten Linie zwischen der Drehachse und dem Kraftangriffspunkt nehmen und diese Komponente dann mit der Länge der kürzesten Linie multiplizieren. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Definition von Drehmoment

Drehmoment ist gegeben durch , und der kürzeste Abstand zwischen der Drehachse und dem Kraftangriffspunkt ist . Die Kraft ist  und die Kraftkomponente senkrecht zur kürzesten Linie zwischen der Drehachse und dem Angriffspunkt ist . Dann ist das Drehmoment durch gegeben 

.

Das formal Definition für Drehmoment verwendet die Kreuzprodukt, und auf diese Weise wird Drehmoment definiert als:

Dies bedeutet, dass die Größe des Drehmoments als angegeben werden kann , Dies entspricht der ersten Definition für das angegebene Drehmoment.

In alltäglichen Situationen verwenden wir Drehmomente, um Dreheffekte oder Verdrehungen zu erzeugen. Wenn Sie eine Mutter mit einem Schraubenschlüssel festziehen, wenden Sie ein Drehmoment an. Wenn Sie ein Lenkrad drehen, üben Sie zwei antiparallele Kräfte auf das Rad aus, die Drehmomente erzeugen. Bei einer Wippe werden an jedem Ende Drehmomente durch die Gewichte der darauf befindlichen Personen erzeugt.

Eine Wippe arbeitet aufgrund von Drehmomenten

Was ist Torsion?

Torsion beschreibt einen "Verdrehungseffekt", bei dem verschiedene Teile eines Objekts unterschiedliche Winkelversetzungen (als "Verdrehwinkel" bezeichnet) um die Drehachse erfahren. Um Torsion zu erzeugen, ist ein Drehmoment erforderlich.

Torsion beschreibt einen Verdreheffekt.

Torsion tritt auf, wenn das Drehmoment bewirkt, dass eine Scherspannung auf den Körper ausgeübt wird. Wenn die Scherbeanspruchung, die auf verschiedene Körperteile ausgeübt wird, unterschiedlich ist, erfahren sie unterschiedliche Winkelversätze. Der maximale Verdrehwinkel tritt an den Enden des Objekts auf, während die Mitte einen Verdrehungswinkel von Null erfährt. Es kann gezeigt werden, dass für ein Objekt mit gleichförmigem Querschnitt Torsion durch ein Drehmoment erfolgt , der maximale Verdrehwinkel ist gegeben durch:

Hier,  ist die Länge des Objekts,  ist die Menge bekannt alsTorsionskonstante", und  ist der Schubmodul des Materials. 

Unterschied zwischen Drehmoment und Torsion

Was es beschreibt

Drehmoment ist etwas, das die Fähigkeit hat, eine Winkelbeschleunigung zu erzeugen.

Torsion ist eine Verdrehung, die durch Torsion erzeugt wird.

Bild mit freundlicher Genehmigung

„Eine Kraft wird auf ein Teilchen ausgeübt, das sich frei um eine feste Achse drehen kann. Die Kraft wird in senkrechte und parallele Komponenten zerlegt… ”von StradivariusTV (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons

"Ein Hund spielt mit Kindern in Schottland im März 1919 auf einer Wippe. Foto von William Reid, National Geographic" von Photographes du National Geographic [Public Domain], über Wikimedia Commons

"Torsion eines massiven quadratischen Abschnitts." Von Orion 8 (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons