Details

Technische Mechanik I Statik für Dummies


Technische Mechanik I Statik für Dummies


Für Dummies 1. Aufl.

von: Georg Rill

18,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: EPUB
Veröffentl.: 29.05.2019
ISBN/EAN: 9783527817122
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 390

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Beschreibungen

Dieses Buch wurde bewusst kurz gehalten. Es deckt dennoch die Lehrinhalte »Technische Mechanik: Statik« ab, wie sie in der Regel in Bachelor-Studiengängen technischer Fachrichtungen vermittelt werden. Der Stoff wird überwiegend an Hand von Beispielen dargestellt. Am Ende jedes Kapitels laden Übungen zum Selbststudium ein. Und wem das noch nicht reicht, der findet für die Prüfungsvorbereitung noch ein Extra-Kapitel mit Übungen. Dieses Buch liefert Studierenden alles, was sie für die Statik-Prüfung brauchen.
<p>Über den Autor 11</p> <p><b>Einführung 25</b></p> <p>Über dieses Buch 25</p> <p>Konventionen in diesem Buch 26</p> <p>Was Sie nicht lesen müssen 26</p> <p>Törichte Annahmen über die Leser 27</p> <p>Wie dieses Buch aufgebaut ist 27</p> <p>Teil I: Grundlagen 27</p> <p>Teil II: Stäbe, Seile, Ketten 28</p> <p>Teil III: Analyse von Tragwerken 28</p> <p>Teil IV: Reibung 28</p> <p>Teil V: Top-Ten Teil 28</p> <p>Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 29</p> <p>Wie es weitergeht 29</p> <p><b>Teil I: Grundlagen 31</b></p> <p><b>Kapitel 1 Problemstellung und Ersatzmodelle</b> <b>33</b></p> <p>Lösungsschritte 33</p> <p>Ersatzmodelle und Ersatzsysteme 34</p> <p>Ein einführendes Beispiel 34</p> <p>Problemstellung und Ersatzmodell 34</p> <p>Mathematische Beschreibung 36</p> <p>Lösung 37</p> <p>Interpretation 37</p> <p><b>Kapitel 2 Vektoren in der Mechanik</b> <b>41</b></p> <p>Koordinatensysteme geben uns Richtungen vor 41</p> <p>So sehen bei uns die Vektoren aus 42</p> <p>Länge oder Betrag: eine skalare Größe 45</p> <p>Gleichheit 46</p> <p>Addition und Subtraktion 47</p> <p>Multiplikation mit einem Skalar 48</p> <p>Einheitsvektoren 49</p> <p>Spalten- und Zeilenvektoren 49</p> <p>Skalarprodukt 50</p> <p>Kreuzprodukt: etwas ganz Besonderes 50</p> <p>Beispiel: Winkel zwischen zwei Vektoren 52</p> <p>Übungen 54</p> <p>Zahlenbeispiel 54</p> <p>Antennenmast 54</p> <p>Kranausleger 55</p> <p><b>Kapitel 3 Kraft und Kraftwirkung</b> <b>57</b></p> <p>Kräftearten 57</p> <p>Kraftdarstellung 58</p> <p>Kraftwirkung 59</p> <p>Kraftwirkung auf starre Körper 59</p> <p>Wirkungslinie 63</p> <p>Nullkraft 64</p> <p>Dehnung 65</p> <p>Kräftepaar 66</p> <p>Nullmoment und Scherverformung 67</p> <p>Beispiel: Strommast 67</p> <p>Übungen 69</p> <p>Konstruktion 69</p> <p>Handbohrer 70</p> <p>Inbus-Schlüssel 70</p> <p><b>Kapitel 4 Prinzipe und Axiome</b> <b>71</b></p> <p>Das Äquivalenzprinzip 71</p> <p>Das Gleichgewichtsaxiom 72</p> <p>Gegenwirkungsprinzip 73</p> <p>Schnittprinzip 74</p> <p>Beispiel: Lampenaufhängung 75</p> <p>Übungen 79</p> <p>Schaukel 79</p> <p>Kraftmessung 80</p> <p>Sattelzug 80</p> <p><b>Kapitel 5 Schwerpunkte</b> <b>83</b></p> <p>Gewichtsmittelpunkt 83</p> <p>Massenmittelpunkt 85</p> <p>Volumenmittelpunkt 85</p> <p>Flächenmittelpunkt 86</p> <p>Linienmittelpunkt 86</p> <p>Mittelpunkte von Standardformen 87</p> <p>Flächenlast 88</p> <p>Streckenlast 89</p> <p>Zusammengesetzte Körper 92</p> <p>Beispiel: L-Profil 93</p> <p>Die Guldinschen Regeln für Rotationskörper 96</p> <p>Regel eins und zwei 96</p> <p>Beispiel: L-Profil 97</p> <p>Übungen 97</p> <p>U-Profil 97</p> <p>Behälter 98</p> <p>Muldenkipper 98</p> <p>Rohrstutzen 98</p> <p><b>Kapitel 6 Lager</b> <b>99</b></p> <p>Reaktionen 99</p> <p>Räumliche Lager 99</p> <p>Lager in der Ebene 100</p> <p>Beispiele 101</p> <p>Problemfälle gibt es leider auch 104</p> <p>Bestimmtheit einer Lagerung 106</p> <p>Übungen 108</p> <p>Träger mit Kragarm 108</p> <p>Verschiedene Belastungssfälle 108</p> <p>Verschiedene Lagerungsfälle 109</p> <p><b>Kapitel 7 Spezielle Lagerelemente</b> <b>111</b></p> <p>Die Umlenkscheibe 111</p> <p>Beispiel: einfacher Seilzug 111</p> <p>Beispiel: Flaschenzug 113</p> <p>Das frei rollende Rad 113</p> <p>Die Pendelstütze 115</p> <p>Allgemeines Beispiel 116</p> <p>Beispiel: Motorhaube 117</p> <p>Übungen 120</p> <p>Flaschenzug 120</p> <p>Seilbahngondel 120</p> <p>Kiste mit Deckel 121</p> <p><b>Teil II: Stäbe, Seile und Ketten 123</b></p> <p><b>Kapitel 8 Fachwerke</b> <b>125</b></p> <p>Grundlegendes 125</p> <p>Ideale Fachwerke 125</p> <p>Stäbe 126</p> <p>Knoten 127</p> <p>Bestimmtheit 128</p> <p>Ebene Fachwerke 128</p> <p>Beispiel: einfaches Fachwerk 128</p> <p>Beispiel: nichteinfaches Fachwerk 132</p> <p>Nullstäbe 134</p> <p>Der unbelastete Zweischlag 135</p> <p>Der belastete Zweischlag 135</p> <p>Der unbelastete Dreischlag 136</p> <p>Beispiel: Fachwerk mit Nullstäben 136</p> <p>Der Ritterschnitt 138</p> <p>Räumliche Fachwerke 141</p> <p>Einfaches Beispiel 141</p> <p>Mit 3-D-Brille 142</p> <p>Eingeebnet 143</p> <p>Probleme bei komplexen Strukturen 146</p> <p>Übungen 147</p> <p>Einfaches Fachwerk 147</p> <p>Nichteinfaches Fachwerk 147</p> <p>Abspannmast 147</p> <p>Räumliches Fachwerk 148</p> <p><b>Kapitel 9 Seilstatik</b> <b>149</b></p> <p>Was antike Kräne und Funkmasten verbindet 149</p> <p>Nur nicht überheblich werden 152</p> <p>Beispiel: Seil unter Einzellast 153</p> <p>Es kann auch kompliziert werden 156</p> <p>Eine Hängepartie 158</p> <p>Problemstellung 158</p> <p>Die Seilkurve 159</p> <p>Seil unter konstanter Streckenlast 161</p> <p>Beispiele 164</p> <p>Teil einer Hängebrücke 165</p> <p>Seil mit Last unter Windbelastung 166</p> <p>Schwerer geht es nicht 169</p> <p>Problemstellung 169</p> <p>Die Kettenlinie 170</p> <p>Beispiel: Hochspannungsleitung 173</p> <p>Jetzt stellen wir das Ganze auf den Kopf 176</p> <p>Mit der Seilbahn in luftige Höhen 178</p> <p>Übungen 180</p> <p>Gewicht an Kette und Seil 180</p> <p>Abgestützter Kragarm 180</p> <p>Tennisnetz 181</p> <p><b>Teil III: Analyse von Tragwerken 183</b></p> <p><b>Kapitel 10 Tragwerke</b> <b>185</b></p> <p>Einfache Tragwerke 185</p> <p>Problemstellung 185</p> <p>Zuerst gehen wir aufs Ganze 186</p> <p>Teile und herrsche – ein altes, aber sehr nützliches Sprichwort 188</p> <p>Nichteinfache Tragwerke 192</p> <p>Beispiel 192</p> <p>Gesamtsystem 193</p> <p>Teilsysteme 194</p> <p>Matrizenschreibweise 197</p> <p>Räumliche Tragwerke 198</p> <p>Beispiel: Portalkran 199</p> <p>Beispiel: Container an Traverse 200</p> <p>Beispiel: Kiste auf Palette 203</p> <p>Übungen 209</p> <p>Einfaches Tragwerk 209</p> <p>Mars-Rover Curiosity 209</p> <p>Ölpumpe 210</p> <p>Basketballkorb 210</p> <p><b>Kapitel 11 Schnittreaktionen: die Computertomografie der Statik</b> <b>213</b></p> <p>The Name of the Game 213</p> <p>Definition 213</p> <p>Räumliches Beispiel 216</p> <p>Einfache Tragwerke 218</p> <p>Belastung durch Einzelkraft 218</p> <p>Träger mit Streckenlast 225</p> <p>Von der Makro- zur Mikroskopie 230</p> <p>Differenzielle Betrachtung 230</p> <p>Beispiel: BauTeil unter Eigengewicht 232</p> <p>Randbedingungen 234</p> <p>Plötzliche Belastungsänderungen 234</p> <p>Nichteinfache Tragwerke 235</p> <p>Ersatzmodell und Lagerreaktionen 235</p> <p>Schnittreaktionen 238</p> <p>Gekrümmte Abschnitte 242</p> <p>Ein feines Kochrezept 246</p> <p>Übungen 247</p> <p>Einzelträger 247</p> <p>Sprungbrett 247</p> <p>Absperrhahn 248</p> <p>Streckenlast 248</p> <p>Kran 249</p> <p>Rahmentragwerk 249</p> <p><b>Kapitel 12 Virtuelle Arbeit</b> <b>251</b></p> <p>Prinzip der minimalen Energie 251</p> <p>Arbeit und potenzielle Energie 252</p> <p>Beispiel 252</p> <p>Stabilität von Gleichgewichtslagen 255</p> <p>Standardlösung 255</p> <p>Virtuelle Arbeit 257</p> <p>Beispiel: Einzelne Stabkräfte 257</p> <p>Beispiel: Einzelne Lagerreaktionen 260</p> <p>Übungen 262</p> <p>Einfaches Fachwerk 262</p> <p>Gelenkträger 262</p> <p><b>Teil IV: Reibung 263</b></p> <p><b>Kapitel 13 Kontakt und Reibgesetze</b> <b>265</b></p> <p>Kontaktkraft 265</p> <p>Reibgesetze und Reibungsungleichung 267</p> <p>Unterschiedliche Berührebenen 269</p> <p>Gleichgewicht mit Kontaktkräften 270</p> <p>Übungen 271</p> <p>Sonnenliege 271</p> <p>Schubkarren auf schiefer Ebene abgestellt 272</p> <p>Platte an Rolle gelehnt 272</p> <p>Leiter auf Treppe 273</p> <p><b>Kapitel 14 Statisch bestimmte Systeme</b> <b>275</b></p> <p>Einsetzende Bewegung 275</p> <p>Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 275</p> <p>Teilschritt 2a: Abheben 277</p> <p>Teilschritt 2b: Kippen 278</p> <p>Zwischenbilanz 279</p> <p>Teilschritt 2c: Reibungsungleichung 280</p> <p>Erforderliche Reibwerte 282</p> <p>Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 282</p> <p>Schritt 2: Reibungsungleichung 284</p> <p>Gleichgewichtsbereiche 286</p> <p>Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 287</p> <p>Schritt 2: Reibungsungleichung 288</p> <p>Reibungskegel 288</p> <p>Selbsthemmung 289</p> <p>Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 289</p> <p>Schritt 2: Reibungsungleichung 291</p> <p>Fazit 292</p> <p>Übungen 292</p> <p>Sonnenliege, Schubkarre, Leiter, Platte 292</p> <p>Platte auf Platte 292</p> <p>Kabeltrommel 293</p> <p>Abgestützte Platte 293</p> <p>Werbetafel 294</p> <p><b>Kapitel 15 Statisch überbestimmte Systeme</b> <b>295</b></p> <p>Die Leiter an der Wand: das klassische Beispiel 295</p> <p>Ersatzsystem 295</p> <p>Gleichgewichtsbeziehungen 296</p> <p>Sonderfall: rauer Boden und glatte Wand 297</p> <p>Sonderfall: glatter Boden und raue Wand 298</p> <p>Grenzbetrachtung: rauer Boden und raue Wand 298</p> <p>Eine Klemmvorrichtung 300</p> <p>Ersatzsystem 300</p> <p>Gleichgewicht 301</p> <p>Sonderfall: glatte Wand und rauer Bügel 301</p> <p>Grenzbetrachtung: Quader rutscht nach unten 304</p> <p>Grenzbetrachtung: Quader wird nach oben gezogen 305</p> <p>Übungen 306</p> <p>Muffe 306</p> <p>Walze mit Stab 307</p> <p>Hubtisch 307</p> <p><b>Kapitel 16 Seid umschlungen: die Seilreibung 309</b></p> <p>Grundgleichung 309</p> <p>Riemenantrieb 314</p> <p>Bandbremse 315</p> <p>Übungen 318</p> <p>Wurzelstock 318</p> <p>Bergsteiger 318</p> <p>Lampe 319</p> <p>Riementrieb 320</p> <p>Bandbremse 320</p> <p><b>Teil V: Top-Ten Teil 321</b></p> <p><b>Kapitel 17 Die ersten zehn Schritte vom Statik-Dummy zum Statik-Expert 323</b></p> <p><b>Kapitel 18 Zehn Tipps zur Lösung von Statikaufgaben 327</b></p> <p><b>Anhang A: Lösungen</b> <b>331</b></p> <p>Kapitel 1 331</p> <p>Kapitel 2 331</p> <p>Zahlenbeispiel 331</p> <p>Antennenmast 332</p> <p>Kranausleger 332</p> <p>Kapitel 3 333</p> <p>Konstruktion 333</p> <p>Handbohrer 334</p> <p>Inbus-Schlüssel 334</p> <p>Kapitel 4 335</p> <p>Schaukel 335</p> <p>Kraftmessung 336</p> <p>Sattelzug 336</p> <p>Kapitel 5 337</p> <p>U-Profil 337</p> <p>Behälter 338</p> <p>Muldenkipper 338</p> <p>Rohrstutzen 338</p> <p>Kapitel 6 339</p> <p>Träger mit Kragarm 339</p> <p>Verschiedene Belastungssfälle 340</p> <p>Verschiedene Lagerungsfälle 341</p> <p>Kapitel 7 341</p> <p>Flaschenzug 341</p> <p>Seilbahngondel 341</p> <p>Kiste mit Deckel 341</p> <p>Kapitel 8 342</p> <p>Einfaches Fachwerk 342</p> <p>Nichteinfaches Fachwerk 342</p> <p>Abspannmast 342</p> <p>Räumliches Fachwerk 343</p> <p>Kapitel 9 344</p> <p>Gewicht an Kette und Seil 344</p> <p>Abgestützter Kragarm 344</p> <p>Tennisnetz 345</p> <p>Kapitel 10 345</p> <p>Einfaches Tragwerk 345</p> <p>Marsrover Curiosity 345</p> <p>Ölpumpe 346</p> <p>Basketballkorb 347</p> <p>Kapitel 11 349</p> <p>Einzelträger 349</p> <p>Sprungbrett 349</p> <p>Absperrhahn 350</p> <p>Streckenlast 350</p> <p>Kran 351</p> <p>Rahmentragwerk 351</p> <p>Kapitel 12 351</p> <p>Einfaches Fachwerk 351</p> <p>Gelenkträger 352</p> <p>Kapitel 13 353</p> <p>Sonnenliege 353</p> <p>Schubkarren auf schiefer Ebene abgestellt 353</p> <p>Platte an Rolle gelehnt 353</p> <p>Leiter auf Treppe 354</p> <p>Kapitel 14 354</p> <p>Sonnenliege, Schubkarre, Leiter, Platte 354</p> <p>Platte auf Platte 355</p> <p>Kabeltrommel 355</p> <p>Abgestützte Platte 355</p> <p>Werbetafel 356</p> <p>Kapitel 15 356</p> <p>Muffe 356</p> <p>Walze mit Stab 356</p> <p>Hubtisch 357</p> <p>Kapitel 16 357</p> <p>Bergsteiger 357</p> <p>Lampe 357</p> <p>Riementrieb 357</p> <p>Bandbremse 357</p> <p><b>Anhang B: Zusätzliche Aufgaben oder auch Fifty Shades of Hard Work</b><b> 359</b></p> <p>Stichwortverzeichnis 387</p>

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