Where You Push the Door Decides
Zwei gleiche Türen, dieselbe Anzahl Newton auf jede, im selben Augenblick losgelassen — ein Druck an der Klinke, der andere direkt neben dem Scharnier. Die Klinkenseite fliegt davon, während sich die andere kaum rührt, und ein Druck genau auf das Scharnier bewirkt überhaupt nichts. Der Abstand, nicht die Kraft, war das, was dem Begriff des Drehmoments noch fehlte.
So benutzt du diese Simulation
- Drücken Sie beide drücken, um zwei Türen mit gleichen Kräften in verschiedenen Abständen loszulassen
- Laden Sie Klinke gegen Scharnier: 0,88 m gegen 0,15 m von der Achse
- Drücken Sie genau auf das Scharnier drücken, um eine Kraft im Abstand null aufzubringen
- Probieren Sie einen fairen Kampf, 10 N weit außen gegen 60 N nahe innen, und sehen Sie, wer gewinnt
Worauf du achten solltest
- Gleiche Kräfte in ungleichen Abständen ergeben jedes Mal ungleiche Drehwirkungen
- Ein durch das Scharnier gerichteter Druck erzeugt keine Drehung, wie groß er auch ist
- Im selben Abstand verhalten sich beide Türen gleich, es zählt also nur das Produkt
- Ein geneigter Druck dreht die Tür langsamer als ein gleich großer senkrechter
- 10 N weit außen können 60 N nahe innen schlagen, sofern die Produkte so ausfallen
Die Physik dahinter
Die Drehwirkung ist das Produkt aus Kraft und senkrechtem Abstand der Achse von ihrer Wirkungslinie: M = F·d. Gleiche Kräfte in verschiedenen Abständen erzeugen daher sehr verschiedene Momente, und die weiter außen angreifende gewinnt. Eine Kraft, deren Wirkungslinie durch das Scharnier geht, hat d = 0 und erzeugt gar kein Moment, wie groß sie auch ist. Den Druck um θ gegen die Tür zu neigen lässt nur die senkrechte Komponente F sin θ beitragen, sodass ein Teil der Anstrengung darauf verwendet wird, die Tür gegen ihr Scharnier zu pressen, statt sie zu drehen.