Technische Mechanik für Dummies Prüfungstrainer

Wilhelm Kulisch lehrt seit über zehn Jahren Physik an der Universität Kassel. Neben der Technischen Mechanik unterrichtete er lange Zeit auch Nebenfachstudenten in Experimentalphysik. Er ist auch Autor von »Technische Mechanik für Dummies«.

Einleitung 13
Über dieses Buch 13

Konventionen in diesem Buch 13

Was Sie nicht lesen müssen 14

Annahmen über den Leser 14

Wie dieses Buch aufgebaut ist 14

Über die Technische Mechanik 15

Symbole in diesem Buch 16

Wie es weitergeht 17

Teil I - Tag 1

Kräfte und Gleichgewichte: Die Grundlagen der Statik 19

Kapitel 1 Kräfte und Drehmomente 21

Die zentralen Größen der Statik: Kräfte und Drehmomente 21

Definition der Kraft 22

Nicht immer punktförmig: Linien- und Flächenkräfte 23

Es kommt nicht nur auf die Kraft, sondern auch auf den Abstand an: Drehmomente 23

Arbeiten mit Kräften und Drehmomenten 25

Gemeinsam wirken: Das Zusammensetzen von Kräften 25

Manchmal kommt es auf die Bestandteile an: Das Zerlegen von Kräften 25

Übungen zu Kräften und Drehmomenten 26

Eine Kraft kommt selten allein: Kräftesysteme 28

Es gibt viele Kräftesysteme: Eine Übersicht 28

Alle auf einen Punkt: Zentrale ebene Kräftesysteme 28

Allgemeine ebene Kräftesysteme 29

Es wird dreidimensional: Räumliche Kräftesysteme 30

Entscheidend: Das Freimachen von Körpern 30

Wie macht man einen Körper frei? 30

Fünf wichtige Regeln zum Freimachen von Körpern 31

Übungen zu Kräftesystemen und zum Freimachen von Körpern 32

Lösungen zu den Aufgaben in diesem Kapitel 34

Kapitel 2 Schwerpunkte und Gleichgewicht 39

Die Schwerpunkte sind entscheidend 39

Bestimmung von Schwerpunkten 40

Berechnung von Schwerpunkten 40

Flächen- und Linienschwerpunkte 41

Übungen zum Schwerpunkt 46

In der Statik herrscht das Gleichgewicht 48

Wie frei ist ein Körper? Die Freiheitsgrade 48

Nun endlich: Die Gleichgewichtsbedingungen 49

Labil, stabil, indifferent: Arten von Gleichgewicht 50

Kippen verboten: Die Standsicherheit 50

Übungen zum Gleichgewicht 51

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 53

Teil II - Tag 2

Lager, Balken und Fachwerke: Statik angewandt 59

Kapitel 3 Körper miteinander verbinden: Lager und Gelenke 61

Es kommt auf die richtige Lagerung an 61

Auch Lager können reagieren 62

Arten von Lagern 63

Übungen zu Lagern 64

Untereinander verbunden: Gelenke 66

Typen von Gelenken 66

Auch Gelenke können Kräfte übertragen 67

An jedem Ende ein Gelenk: Die Pendelstütze 68

Übungen zu Gelenken 69

Lösungen zu den Aufgaben in diesem Kapitel 70

Kapitel 4 Immer noch modern: Fachwerke 75

Es sind nicht immer Balken, die tragen 75

Was unterscheidet einen Balken von einem Stab? 75

In der Statik zählen nur die äußeren Kräfte 76

Ganz bestimmt: Die statische Bestimmtheit 76

Übungen zu Balken und zur statischen Bestimmtheit 78

Stäbe und Knoten: Fachwerke 80

Nur Stäbe und Knoten: Die Elemente von Fachwerken 80

Statische Bestimmtheit 81

Ermittlung der Stabkräfte 82

Übungen zu Fachwerken 87

Lösungen zu den Aufgaben in diesem Kapitel 88

Teil III - Tag 3

Klein, aber oho: Die Dynamik von Massenpunkten 95

Kapitel 5 Geradeaus oder im Kreis: Die Bewegung von Massenpunkten 97

Immer geradeaus: Translationsbewegungen 97

Reduzierung auf das Nötigste: Der Massenpunkt 97

Beschreibung durch drei Gößen 98

Mehrere Bewegungen gleichzeitig: Das Superpositionsprinzip 99

Übungen zu Translationsbewegungen 100

Sie sind immer konstant: Impuls und Energie 101

Masse mal Geschwindigkeit: Der Impuls 101

Je schneller, umso größer: Die kinetische Energie 101

Voll getroffen: Stöße 102

Übungen zu Impuls, Energie und Stößen 102

Im Kreis herum: Kreisbewegungen 103

Runde um Runde: Gleichmäßige Kreisbewegungen 103

Beschleunigte Kreisbewegungen 105

Vergleich: Translationsbewegung und Kreisbewegung 106

Übungen zu Kreisbewegungen 106

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 108

Kapitel 6 Jetzt geht die Post ab: Die Dynamik von Massenpunkten 115

Sie beschreiben die Dynamik: Die Newton'schen Gesetze 115

Körper sind träge: Das er