Technische Mechanik für Dummies

Wilhelm Kulisch

• Publisher: Wiley-VCH
• Year: 2018
• ISBN:
  9783527815456
• Edition: 3
• Topic: Technik & Maschinenbau
• Subtopic: Maschinenbau

Technische Mechanik

Geben Sie dem Druck nicht nach!

Dieses Buch vermittelt Ihnen die Grundgesetze der Technischen Mechanik, die für Sie als angehender Ingenieur relevant sind. Zunächst werden die notwendigen mathematischen und physikalischen Inhalte kurz zusammengefasst. Im Statik-Teil dreht sich dann alles um Körper im Gleichgewicht. Im Dynamik-Teil geht es um Körper in Bewegung. Im Teil über Festigkeitslehre wird untersucht, was geschieht, wenn Körper äußeren Belastungen ausgesetzt sind. Lernen Sie, Ingenieurprobleme zu formulieren und zu lösen. Die Aufgaben in diesem Buch wurden unter genau diesem Gesichtspunkt ausgewählt. Lösungen sind vorhanden.

Sie erfahren

• Wie Sie Kräfte und Drehmomente identifizieren
• Wie Sie die Bewegung von Massepunkten und starren Körpern beschreiben
• Wie Körper bei zuneh-mender Beanspruchung reagieren

Teil II

Fest und unverrückbar: Die Statik

In diesem Teil …

wird zunächst dargestellt, was Kräfte und Drehmomente sind, wie man sie identifiziert, wie man mit ihnen rechnet und welche Wirkungen sie hervorrufen können.

werden daran anschließend Begriffe wie Freiheitsgrade und Schwerpunkte eingeführt, mit denen man ­Eigenschaften wie die Stabilität und die Standfestigkeit eines Körpers beschreiben kann.

werden im folgenden Kapitel all diese Kennt­nisse auf zwei spezielle, wichtige Bauteile, nämlich Lager und Balken sowie eine spezielle, ebenfalls wich­tige Konstruktionsweise angewandt, das Fachwerk.

ist ein ganzes Kapitel der Reibung gewidmet.

Kapitel 4

Mit frischen Kräften

In diesem Kapitel

Alles über Kräfte

Mit Abstand Kraft gewinnen: Das Drehmoment

Kräfte zerlegen und zusammensetzen

Kräfte freimachen

Alles über Kräftesysteme

Die Statik ist das Teilgebiet der Mechanik, das sich mit dem Gleichgewicht von Kräften an Körpern beschäftigt. Damit ein ruhender Körper (etwa ein Kran) in Ruhe bleibt, muss die Summe aller Kräfte und Drehmomente, die auf diesen Körper wirken, gleich null sein. Dies ist die Gleichgewichtsbedingung der Statik. Damit man den Kran und alle seine Bestandteile richtig auslegen kann, muss man zumindest Folgendes wissen:

Was ist eine Kraft? Was ist ein Drehmoment?

Wie misst man Kräfte und Drehmomente?

Wie rechnet man mit Kräften und Drehmomenten?

Wie ermittelt man, welche Kräfte und Drehmomente auf einen Körper wirken?

Diese Fragen sind die Themen dieses Kapitels, das ausschließlich Kräften und Drehmomenten gewidmet ist. Sie werden vor allem lernen, mit Kräften zu arbeiten, sie zu identifizieren und sie je nach Aufgabenstellung zusammenzusetzen oder zu zerlegen. Das darauf folgende Kapitel beschäftigt sich dann mit Gleichgewichten, während in Kapitel 6 die Statik bestimmter Bauteile oder Konstruktionsweisen untersucht wird, etwa die von Lagern oder Fach­werken.

Ein starkes Team: Kraft und Drehmoment

Im obigen Abschnitt wurden die Begriffe Kraft und Drehmoment immer gemeinsam benutzt. Sie bezeichnen aber keineswegs das Gleiche. Kräfte wirken auf Körper unabhängig von deren Dimension, also auch auf Massepunkte. Das Drehmoment, das als Produkt aus Kraft und Wirkabstand definiert ist, ist im Falle von Massepunkten bedeutungslos. Es spielt erst dann eine Rolle, wenn man es mit ausgedehnten Körpern zu tun hat und die Frage wichtig wird, an welcher Stelle des Körpers die Kraft angreift.

Auf die Kraft kommt es an

Die Kraft ist eine der zentralen Größen der Physik und damit auch der Technischen Mechanik. Man kann daher weder Physik noch Technische Mechanik betreiben, ohne eine Vorstellung davon zu haben, was Kräfte sind und wie sie wirken. Umso erstaunlicher ist es, dass man die Kraft als solche nicht erklären kann. Daher finden Sie an dieser Stelle keinen »Erinnerungs«-Abschnitt, der mit den Worten beginnt: »Die Kraft ist ...«.

Stattdessen ist es erforderlich, die Kraft über ihre Wirkung zu definieren. Der »Erinnerungs«-Abschnitt lautet also

Physikalische Kräfte können

den Bewegungszustand eines Körpers ändern oder

einen Körper deformieren.

Der Umkehrschluss daraus lautet: Immer, wenn sich der Bewegungszustand eines Körpers ändert oder wenn ein Körper deformiert wird, muss eine Kraft gewirkt haben.

Den Zusammenhang zwischen Bewegungsänderungen von Massepunkten und Kräften beschreibt das zweite New...