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Technische Mechanik für Dummies


Technische Mechanik für Dummies


FÜr Dummies 3. Aufl.

von: Wilhelm Kulisch

21,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Veröffentl.: 11.07.2018
ISBN/EAN: 9783527815456
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 425

DRM-geschütztes eBook, Sie benötigen z.B. Adobe Digital Editions und eine Adobe ID zum Lesen.

Beschreibungen

<b>Technische Mechanik</b> <P><b>Geben Sie dem Druck nicht nach!</b> <P>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. <P><b>Sie erfahren</b> <ul><li>Wie Sie Kräfte und Drehmomente identifizieren</li> <li>Wie Sie die Bewegung von Massepunkten und starren Körpern beschreiben</li> <li>Wie Körper bei zuneh-mender Beanspruchung reagieren</li></ul>
<p>&Uuml;ber die Autoren 9</p> <p><b>Einf&uuml;hrung 21</b></p> <p>&Uuml;ber dieses Buch 21</p> <p>Konventionen in diesem Buch 21</p> <p>Was Sie nicht lesen m&uuml;ssen 22</p> <p>T&ouml;richte Annahmen &uuml;ber die Leser 22</p> <p>Wie dieses Buch aufgebaut ist 22</p> <p>Teil I: Grundlagen 22</p> <p>Teil II: Statik 22</p> <p>Teil III: Endlich etwas Bewegung: Die Dynamik 23</p> <p>Teil IV: Unter Druck gesetzt: Festigkeitslehre 23</p> <p>Teil V: Der Top-Ten-Teil 23</p> <p>Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 23</p> <p>Wie es weitergeht 24</p> <p><b>TEIL I GRUNDLAGEN 25</b></p> <p><b>Kapitel 1 Technische Mechanik: Die Grundlagen 27</b></p> <p>Technische Mechanik: Eine eigenst&auml;ndige Wissenschaft 27</p> <p>Eine Wissenschaft, viele Themen 28</p> <p>Eine Wissenschaft, viele Anwendungen 30</p> <p>Teil I: Mathematische und physikalische Grundlagen 30</p> <p>Alles &uuml;ber Winkel und Richtungen 30</p> <p>Alles &uuml;ber Bewegungen 31</p> <p>Teil II: Fest und unverr&uuml;ckbar: Die Statik 31</p> <p>Mit frischen Kr&auml;ften 32</p> <p>Immer in Ruhe bleiben: Schwerpunkt und Gleichgewicht 32</p> <p>Statik angewandt: Lager, Balken und Fachwerke 32</p> <p>Sich aneinander reiben 33</p> <p>Teil III: Endlich etwas Bewegung: Dynamik 33</p> <p>Klein, aber beweglich: Die Dynamik von Massepunkten 33</p> <p>Einerseits starr, andererseits beweglich: Die Dynamik starrer K&ouml;rper 34</p> <p>Alles schwingt und rotiert: Die Maschinendynamik 34</p> <p>Teil IV: Unter Druck gesetzt: Festigkeitslehre 34</p> <p>Ziehen, dr&uuml;cken oder biegen: Die Grundbegriffe 35</p> <p>Wieder in Form kommen: Elastische Verformung 35</p> <p>Die Form &auml;ndern: Plastische Verformung 36</p> <p>Marmor, Stein und Eisen bricht: Bruchmechanik und andere Versagensmechanismen 36</p> <p>Teil V: Top-Ten-Teil 37</p> <p><b>Kapitel 2 Ganz ohne Mathematik geht es nicht 39</b></p> <p>Auf die Richtung kommt es an: Vektorrechnung 40</p> <p>Wozu braucht man Vektoren? 40</p> <p>Was ist eigentlich ein Vektor? 41</p> <p>Pfeile oder Zahlen: Die Darstellung von Vektoren 41</p> <p>Addition und Subtraktion von Vektoren 43</p> <p>Drei Mal Multiplizieren 44</p> <p>Auf den Winkel kommt es an: Trigonometrie 50</p> <p>Mein Hut, der hat drei Ecken 50</p> <p>Sie sind oft n&uuml;tzlich: Sinus- und Kosinussatz 51</p> <p>Rechte Winkel 52</p> <p>Aufgaben 55</p> <p><b>Kapitel 3 Alles ist in Bewegung: Die Kinematik 57</b></p> <p>Bewegung pur: Kinematik 58</p> <p>Geradeaus: Gradlinige Translationsbewegungen 59</p> <p>Eine konstante Beschleunigung nach unten: Der freie Fall 61</p> <p>Eins nach dem anderen: &Uuml;berlagerung von Geschwindigkeiten 63</p> <p>Immer dasselbe: Energie- und Impulserhaltungssatz 68</p> <p>Beispiel: St&ouml;&szlig;e 69</p> <p>Kreisverkehr: Kreisbewegungen 71</p> <p>Karussell fahren: Die Winkelgeschwindigkeit 72</p> <p>Nicht aus der Bahn geraten: Die Zentripetalbeschleunigung 74</p> <p>Immer schneller werden: Die Winkelbeschleunigung 75</p> <p>Aufgaben 76</p> <p><b>TEIL II FEST UND UNVERR&Uuml;CKBAR: DIE STATIK 79</b></p> <p><b>Kapitel 4 Mit frischen Kr&auml;ften 81</b></p> <p>Ein starkes Team: Kraft und Drehmoment 81</p> <p>Auf die Kraft kommt es an 82</p> <p>Die Kraft auf den Punkt bringen: Das Drehmoment 84</p> <p>Mit Kraft arbeiten 87</p> <p>Die Linie entlang 88</p> <p>Addition von Kr&auml;ften 88</p> <p>In die Bestandteile zerlegen 90</p> <p>Von allen Seiten: Kr&auml;ftesysteme 92</p> <p>&Uuml;bersicht &uuml;ber Kr&auml;ftesysteme 92</p> <p>Zentrale ebene Kr&auml;ftesysteme 93</p> <p>Allgemeine ebene Kr&auml;ftesysteme 95</p> <p>R&auml;umliche Kr&auml;ftesysteme 99</p> <p>Kr&auml;fte freimachen 101</p> <p>Aufgaben 106</p> <p><b>Kapitel 5 Immer in Ruhe bleiben: Schwerpunkt und Gleichgewicht 109</b></p> <p>Der Momentensatz 110</p> <p>Man muss Schwerpunkte setzen 110</p> <p>Eine ganze Reihe von Schwerpunkten: Begriffsbestimmungen 111</p> <p>Den Schwerpunkt bestimmen 112</p> <p>Den Schwerpunkt berechnen 113</p> <p>Fl&auml;chenschwerpunkt 115</p> <p>Auch Linien besitzen einen Schwerpunkt 122</p> <p>Die Freiheit, sich zu bewegen: Freiheitsgrade 124</p> <p>Gleichgewicht und Standsicherheit 126</p> <p>Gleichgewicht 126</p> <p>Arten des Gleichgewichts 131</p> <p>Fest auf den F&uuml;&szlig;en stehen: Standsicherheit 132</p> <p>Aufgaben 136</p> <p><b>Kapitel 6 Statik angewandt: Lager, Balken und Fachwerke 139</b></p> <p>Die Verbindung mit der Au&szlig;enwelt: Lager und Gelenke 139</p> <p>Lagerkr&auml;fte 140</p> <p>Auf die Wertigkeit kommt es an: Lagerarten 142</p> <p>Gelenke 146</p> <p>Balken 147</p> <p>&Auml;u&szlig;ere und innere Kr&auml;fte 147</p> <p>Frei oder bestimmt: Die statische Bestimmtheit von Balken 148</p> <p>Altehrw&uuml;rdig und doch modern: Fachwerke 151</p> <p>Nichts als St&auml;be und Knoten: Wichtige Begriffe 151</p> <p>Bestimmt oder unbestimmt? 153</p> <p>Ermittlung der Stabkr&auml;fte 156</p> <p>Aufgaben 167</p> <p><b>Kapitel 7 Sich aneinander reiben 169</b></p> <p>Und sie bewegt sich doch 170</p> <p>Haften, Gleiten, Rollen: Arten der Reibung 170</p> <p>Es kommt nur auf die Reibungskoeffizienten an 171</p> <p>R&auml;der m&uuml;ssen rollen: Die Rollreibung 179</p> <p>Reibung: Hinderlich und n&uuml;tzlich zugleich 181</p> <p>Reibung ist &uuml;berall: Das Fahrrad 182</p> <p>Reibung in Lagern 183</p> <p>In die H&ouml;he steigen: Die Leiter 185</p> <p>Seilreibung 187</p> <p>Voll in die Eisen steigen: Bremsen 190</p> <p>Aufgaben 192</p> <p><b>TEIL III ENDLICH ETWAS BEWEGUNG: DIE DYNAMIK 193</b></p> <p><b>Kapitel 8 Klein, aber dynamisch: Die Dynamik der Massepunkte 195</b></p> <p>Noch einmal: Kr&auml;fte 196</p> <p>Newton 196</p> <p>Tr&auml;ge und schwer: Die Masse 200</p> <p>Rund ums Zentrum: Kreisbewegungen 203</p> <p>Auch Kr&auml;fte k&ouml;nnen tr&auml;ge sein: Das Prinzip von d&rsquo;Alembert 204</p> <p>Im Schwei&szlig;e deines Angesichts: Die Arbeit 207</p> <p>Arbeit gleich Kraft mal Weg 207</p> <p>Viele Kr&auml;fte, viel Arbeit 208</p> <p>Nobody is perfect: Der Wirkungsgrad 211</p> <p>Energie ist &uuml;berall und geht nicht verloren 212</p> <p>Es gibt mehr als eine Art der Energie 213</p> <p>Stets konstant, aber nicht das Gleiche 214</p> <p>Was f&uuml;r eine Leistung! 215</p> <p>Leistung gleich Arbeit pro Zeit 216</p> <p>Was lange wirkt, wirkt endlich gut 219</p> <p>Vergleich Translation &ndash; Kreisbewegung 219</p> <p>Aufgaben 220</p> <p><b>Kapitel 9 Einerseits starr, andererseits beweglich: Die Dynamik starrer K&ouml;rper 221</b></p> <p>Ein wichtiges Gesetz: Der Schwerpunktsatz 221</p> <p>Der Schwerpunkt bestimmt, wo es lang geht 222</p> <p>Das 2 Newton&rsquo;sche Gesetz f&uuml;r starre K&ouml;rper 222</p> <p>Drehbewegungen starrer K&ouml;rper 223</p> <p>Alle Punkte im Gleichschritt: Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung 224</p> <p>Auf den Punkt gebracht: Das Drehmoment 225</p> <p>Tr&auml;gheit in unterschiedlichen Formen: Das Tr&auml;gheitsmoment 226</p> <p>Jeder Punkt z&auml;hlt einzeln 226</p> <p>Steiner&rsquo;scher Satz 233</p> <p>Zwei wichtige Gr&ouml;&szlig;en: Rotationsenergie und Drehimpuls 235</p> <p>Rotationsenergie 235</p> <p>Pirouetten drehen: Drehimpuls und Drehimpulserhaltungssatz 239</p> <p>Voll getroffen: St&ouml;&szlig;e 241</p> <p>Wumms! Es hat gekracht 241</p> <p>Voll ins Zentrum: Der gerade, zentrale, elastische Sto&szlig; 243</p> <p>Nicht ganz einfach: Schiefe St&ouml;&szlig;e 245</p> <p>Vergleich von Translation und Rotation 247</p> <p>Aufgaben 248</p> <p><b>Kapitel 10 Alles schwingt und rotiert: Einf&uuml;hrung in die Maschinendynamik 251</b></p> <p>Harmonische Schwingungen 252</p> <p>Hin und her, auf und ab: Beispiele von Schwingungen 252</p> <p>Viele Schwingungen, eine Beschreibung 255</p> <p>Ziemlich verdreht: Das Torsionspendel 261</p> <p>Alle harmonischen Schwingungen weisen Gemeinsamkeiten auf 262</p> <p>D&auml;mpfung und erzwungene Schwingungen 263</p> <p>Alles hat einmal ein Ende: Ged&auml;mpfte Schwingungen 263</p> <p>Das ist der Rhythmus, wo jeder mit muss: Erzwungene Schwingungen 265</p> <p>Das kann in einer Katastrophe enden: Resonanz 266</p> <p>Schwingungssysteme 267</p> <p>Parallel- und Reihenschaltungen von Federn 267</p> <p>Gekoppelte Pendel 270</p> <p>Gekoppelte Schwingungssysteme 273</p> <p>Auch St&auml;be k&ouml;nnen schwingen 275</p> <p>Aufgaben 279</p> <p><b>TEIL IV FESTIGKEITSLEHRE UND KONTINUUMSMECHANIK 281</b></p> <p><b>Kapitel 11 Ziehen, dr&uuml;cken oder biegen: Die Grundbegriffe 283</b></p> <p>Den Belastungen nachgeben 284</p> <p>Spannung pur 284</p> <p>Auf die inneren Kr&auml;fte kommt es an 285</p> <p>K&ouml;rper freischneiden: Das Schnittverfahren 285</p> <p>Ziehen, Dr&uuml;cken und Schieben 286</p> <p>Ein jeder muss seine Last tragen 287</p> <p>Die Ohren lang ziehen: Zugbeanspruchung 288</p> <p>Dem Druck nachgeben: Druckbeanspruchung 289</p> <p>Schubbeanspruchung 290</p> <p>Auf Biegen und Brechen: Biegebeanspruchung 291</p> <p>Torsionsbeanspruchung 293</p> <p>Belastungen werden Realit&auml;t 294</p> <p>Gemischte Belastungen 294</p> <p>K&ouml;rper voller Spannungen 297</p> <p>Spannungszustand 298</p> <p>Spannungstensor 299</p> <p>Mohr&rsquo;scher Spannungskreis 300</p> <p>Den Stab brechen: Die Spannungs-Dehnungs-Kurve 301</p> <p>Aufgaben 303</p> <p><b>Kapitel 12 Wieder in Form kommen: Elastische Verformung 307</b></p> <p>Am Haken h&auml;ngen: Das Hooke&rsquo;sche Gesetz 308</p> <p>Elastizit&auml;t beschreiben: Die elastischen Konstanten 309</p> <p>In die L&auml;nge gezogen: Der Elastizit&auml;tsmodul 310</p> <p>Dem Druck standhalten: Der Kompressionsmodul 311</p> <p>Ziemlich verdreht: Der Schubmodul (Torsionsmodul) 313</p> <p>L&auml;ngs und quer: Die Poisson-Zahl 314</p> <p>Nur zwei von vieren z&auml;hlen: Beziehungen zwischen den elastischen Konstanten 317</p> <p>Elastische Energie 318</p> <p>Vollkommen elastisch 321</p> <p>Bis ans Limit 321</p> <p>Im Bereich des Hooke&rsquo;schen Gesetzes 322</p> <p>Man kann selbst Stahl in die L&auml;nge ziehen 322</p> <p>Auf dass sich die Balken biegen 323</p> <p>Der beidseitig gelagerte Balken und die Biegelinie 327</p> <p>Ans Herz gedr&uuml;ckt: Die Hertz&rsquo;sche Pressung 328</p> <p>Aufgaben 331</p> <p><b>Kapitel 13 Die Form &auml;ndern: Plastische Verformung 333</b></p> <p>Spannungs-Dehnungs-Diagramme 334</p> <p>Begriffe zur Beschreibung der plastischen Deformation 334</p> <p>Nominelle und wahre Spannungen 337</p> <p>Atome verschieben sich: Die Mechanismen der plastischen Verformung 339</p> <p>Verfestigungsmechanismen 341</p> <p>Nachwirkungen 342</p> <p>Nicht zu stoppen: Das Kriechen 342</p> <p>Schlie&szlig;lich doch relaxt 344</p> <p>Hart wie Marmelade 344</p> <p>H&auml;rteskalen 345</p> <p>Aufgaben 347</p> <p><b>Kapitel 14 Marmor, Stein und Eisen bricht: Bruchmechanik und andere Versagensmechanismen 349</b></p> <p>Spr&ouml;der Bruch 351</p> <p>Ein Riss reicht aus: Das Griffith-Modell 351</p> <p>Widerstand gegen spr&ouml;den Bruch: Die Z&auml;higkeit 353</p> <p>Bruchz&auml;higkeit 355</p> <p>Duktiler Bruch: Versagen durch dauerhafte Verformung 358</p> <p>Irgendwann wird es zu viel: Der Erm&uuml;dungsbruch 360</p> <p>Einfach umgeknickt 362</p> <p>Auch Oberfl&auml;chen k&ouml;nnen versagen: Der Verschlei&szlig; 364</p> <p>Mit der Zeit abgenutzt 365</p> <p>Es kommt auf das Gesamtsystem an: Tribologische Systeme 365</p> <p>Angriff von au&szlig;en: Arten des Verschlei&szlig;es 366</p> <p>Verschlei&szlig; quantitativ 367</p> <p>Aufgaben 370</p> <p><b>TEIL V DER TOP-TEN-TEIL 371</b></p> <p><b>Kapitel 15 Zehn wichtige Anwendungen der Technischen Mechanik 373</b></p> <p>Bauingenieurswesen 373</p> <p>Baustatik 373</p> <p>Maschinenbau 374</p> <p>Maschinenbau 374</p> <p>Maschinendynamik 374</p> <p>Apparatebau 374</p> <p>Materialwissenschaften und Werkstoffkunde 374</p> <p>Werkstoffkunde 375</p> <p>Materialwissenschaften 375</p> <p>Weitere Bereiche 375</p> <p>Anlagenbau 375</p> <p>Feinmechanik 376</p> <p>Mechatronik 376</p> <p>Luft- und Raumfahrttechnik 376</p> <p><b>Kapitel 16 Zehn wichtige Internetadressen 377</b></p> <p>Vektorrechnung 377</p> <p>Die gesamte Statik und die Festigkeitslehre in einem Link 377</p> <p>Statik lernen 378</p> <p>Baustatik aus Kassel 378</p> <p>Technische Mechanik interaktiv 379</p> <p>Reibung von allen Seiten 379</p> <p>Interaktive Dynamik 379</p> <p>Hier schwingt alles 379</p> <p>Alles &uuml;ber die Mechanik 380</p> <p>Das Neueste aus der Physik 380</p> <p><b>Anhang L&ouml;sungen der Aufgaben 381</b></p> <p>Kapitel 2 381</p> <p>Kapitel 3 383</p> <p>Kapitel 4 386</p> <p>Kapitel 5 390</p> <p>Kapitel 6 394</p> <p>Kapitel 7 398</p> <p>Kapitel 8 401</p> <p>Kapitel 9 404</p> <p>Kapitel 10 408</p> <p>Kapitel 11 411</p> <p>Kapitel 12 414</p> <p>Kapitel 13 416</p> <p>Kapitel 14 417</p> <p>Stichwortverzeichnis 421</p>
<p><b>Wilhelm Kulisch</b> ist promovierter Physiker. Er ist als Privatdozent und als freier Autor tätig.</p>
<P><b>Geben Sie dem Druck nicht nach!</b></P> <P>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. <P><b>Sie erfahren</b> <ul><li>Wie Sie Kräfte und Drehmomente identifizieren</li> <li>Wie Sie die Bewegung von Massepunkten und starren Körpern beschreiben</li> <li>Wie Körper bei zuneh-mender Beanspruchung reagieren</li></ul>

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