Beiträge von Freie Universität Eulenfurt


    Starre Körper:




    Starre Körper erfahren unter der Wirkung von Kräften keine Deformationen.


    Die Wirkung einer Kraft auf einen starren Körper ist von der Lage des Angriffspunktes auf der Wirkungslinie unabhängig.


    Die Kräfte an starren Körpern können als Vektoren beliebig entlang ihrer Wirkungslinie verschoben werden; sie sind linienflüchtig.


    Eine Parallelverschiebung von Kräften setzt Körper in aller Regel in Bewegung, bspw. in Rotation. Es herrscht kein Kräftegleichgewicht mehr,


    Einteilung der Kräfte:

    • Einzelkraft: idealisierte, an nur einem einzelnen Punkt angreifende, Kraft
    • Volumenkraft: verteilt über das gesamte Volumen eines Körpers (z.B. Gewicht; magnetische/elektrische Kräfte)
    • Flächenkraft: Berührungsfläche zweier Körper (z.B. Schneelast auf Dach; Körper auf Handfläche)
    • Linienkraft: idealisierte, entlang einer Linie kontinuierlich verteilte, Kraft (z.B. (grob) Messerschneide an Körper)

    Andere Unterscheidungsgesichtspunkte:

    • eingeprägte Kraft: bei mechanischem System physikalisch vorgegebene Kräfte (z.B. Gewicht, Winddruck, Schneelast)
    • Reaktionskraft (auch Zwangskraft): aus Einschränkung der Bewegungsfreiheit folgende Kraft

    Reaktionskraft wird durch das Prinzip des Freischneidens darstellbar. Zwangspunkte werden in einem Ersatzbild als Reaktionskräfte dargestellt.


    Eingeprägte Kraft und Reaktionskraft sind äußere Kräfte. Innere Kräfte eines Körpers können ebenfalls durch Freischneiden gezeigt werden, wobei die Kräfte flächenförmig verteilt sind.


    Bezeichnung der inneren und äußeren Kraft kann variieren: innere Kräfte können bei detaillierterer Betrachtung zu äußeren Kräften werden.


    Vorsicht: Innere Kräfte können nicht entlang ihrer Wirkungslinie verschoben werden!

    Wechselwirkungsgesetz:

    Die Kräfte, die zwei Körper aufeinander ausüben, sind gleich groß, entgegengesetzt gerichtete und liegen auf der gleichen Wirkungslinie.


    oder


    actio = reactio


    (Drittes Newtonsches Axiom)

    Prof. Éric Fumeaux hält seine Grundlagenvorlesung "Technische Mechanik I: Statik".


    ...werden wir uns heute als Wiederholung insbesondere noch einmal mit den Grundbegriffen der Statik befassen. Einige dieser Begrifflichkeiten sollten Ihnen aus der allgemeinbildenden Schule bereits bekannt vorkommen.


    62-e13a4d8b9fee19b0b61de3112a9add58441b4dc4.png



    Kraft:

    Eine Kraft ist eine physikalische Größe, die sich mit der Schwerkraft ins Gleichgewicht (GG) setzen lässt.


    Kraft ist bestimmt durch drei Eigenschaften:

    • Betrag ( F ) : Größe/Stärke der wirkenden Kraft
      • messbar durch Vergleich mit der Schwerkraft (G)
      • Einheit "Newton" (N)
    • Richtung: Richtung, in die eine Kraft wirkt
      • darstellbar durch Wirkungslinie
      • G stets senkrecht nach unten, übrige Kräfte können in beliebiger Richtung wirken
    • Angriffspunkt: Punkt, an dem eine Kraft an einem Objekt angreift/wirkt
      • je nach Angriffspunkt werden unterschiedliche Bewegungen des Objektes provoziert


    Betrag + Richtung = gebundener Vektor = Kraft


    Anm.: ein gebundener Vektor im Sinne der Kraft kann, im Gegensatz zu einem freien Vektor, nur entlang der Wirkungslinie der Kraft die er darstellt verschoben werden.


    Schreibweisen:

    • Kraft: F
    • Betrag der Kraft: |F| oder F
    • in Zeichnungen stellt Pfeilbild Vektorcharakter ausreichend dar


    Kartesisches Koordinatensystem:


    • Einheitsvektoren:
      F = Fx + Fy + Fz = Fx ex + Fy ey + Fz ez
    • Betrag nach Satz von Pythagoras:
      F = √(Fx2 + Fy2 + F z2)
    • Richtungswinkel/Richtung der Kraft:
      cos α = Fx / F; cos β = Fy / F; cos γ = Fz / F.


    Morgen befassen wir uns dann mit starren Körpern. Danke für Ihre Aufmerksamkeit.

    Das 1877 errichtete Technikum war der Beginn der hochschulbasierten Lehre der Ingenieurs- und Technikwissenschaften im Fürstentum. Es beherbergt neben zwei großen, diverse kleinere Hörsäle und ist Sitz der Technischen Fakultät (Fakultät 2) sowie der Institute für angewandte Mechanik (202), Architektur (205), Baukonstruktion (207) und Tragwerke (215).