Technische Mechanik: Statik - Dynamik - Fluidmechanik - Festigkeitslehre, 29. Auflage

Cover......Page 1
Lehr- und Lernsystem\rTechnische Mechanik......Page 4
Technische Mechanik,\r29. Auflage......Page 5
ISBN 9783834813558......Page 6
Inhaltsverzeichnis......Page 8
Lehrbeispiele......Page 20
Übungen......Page 21
Tabellen......Page 22
Das griechische Alphabet......Page 23
Formelzeichen und Einheiten1)......Page 25
Unknown......Page 0
1.1.2 Physikalische Gro¨ßen in der Statik......Page 26
La¨ngsverschiebungssatz......Page 27
1.1.2.3 Das Kra¨ftepaar......Page 28
Aufgaben Nr. 1–8......Page 29
1.1.5 Gleichgewicht des Ko¨rpers in der Ebene (Gleichgewichtsbedingungen)......Page 30
Parallelogrammsatz......Page 32
1.1.6.3 Zerlegen einer Kraft F in zwei parallele Kra¨ fte F1 und F2......Page 33
Aufgaben Nr. 29–31......Page 34
1.1.7.1 Zweck und Beschreibung des Verfahrens, Oberfla¨chenund Volumenkra¨ fte......Page 35
1.1.7.2 Seile, Ketten, Riemen......Page 36
1.1.7.4 Beru¨ hrungsfla¨chen (ebene Stu¨ tzfla¨chen)......Page 37
1.1.7.5 Rollko¨rper (gewo¨lbte Stu¨ tzfla¨chen)......Page 38
1.1.7.7 Zweiwertige Lager (Festlager)......Page 39
Arbeitsplan zum Freimachen:......Page 41
Lo¨sung:......Page 42
Lo¨sung:......Page 43
Aufgaben Nr. 9–28......Page 44
2. Hauptaufgabe:......Page 45
Voru¨ berlegung:......Page 46
Lo¨sung:......Page 49
Arbeitsplan zur rechnerischen Ermittlung der Resultierenden:......Page 50
Aufgaben Nr. 29–48......Page 51
Arbeitsplan zur zeichnerischen Ermittlung der Resultierenden:......Page 52
Arbeitsplan zur rechnerischen Ermittlung unbekannter Kra¨ fte:......Page 53
Lo¨sung:......Page 56
Arbeitsplan zur zeichnerischen Ermittlung unbekannter Kra¨ fte:......Page 58
1.2.4.5 bung zur dritten und vierten Grundaufgabe......Page 59
Aufgaben Nr. 49–71......Page 61
Lo¨sung:......Page 62
Arbeitsplan zum Momentensatz:......Page 63
Voru¨ berlegung:......Page 64
Lo¨sung:......Page 65
Aufgaben Nr. 72–82 Arbeitsplan zum Seileckverfahren:......Page 66
Lo¨sung:......Page 68
Arbeitsplan zur rechnerischen Ermittlung unbekannter Kra¨ fte:......Page 69
1.2.5.4 bung zur Stu¨ tzkraftberechnung......Page 70
Voru¨ berlegung:......Page 72
Lo¨sung:......Page 73
Arbeitsplan zum 3-Kra¨fte-Verfahren:......Page 74
Lo¨sung:......Page 75
Aufgaben Nr. 117–136 Arbeitsplan zum 4-Kra¨fte-Verfahren:......Page 76
Lo¨sung:......Page 77
1.2.6.2 Zusammenstellung der Systemgleichungen......Page 84
1.2.6.3 Beschreibung des Programmlaufs zur Stu¨ tzkraftberechnung......Page 85
Lo¨sung:......Page 86
Aufgaben Nr. 83–116 und 137–159......Page 87
1.2.7 Stu¨ tzkraftermittlung beim ra¨umlichen Kra¨ftesystem (Getriebewelle)......Page 88
1.3.1 Gestaltung von Fachwerktra¨gern......Page 92
1.3.2 Die Gleichgewichtsbedingungen am statisch bestimmten Fachwerktra¨ger......Page 93
1.3.3 Ermittlung der Stabkra¨ fte im Fachwerktra¨ger......Page 94
1.3.3.1 Das Knotenschnittverfahren......Page 95
Arbeitsplan zum Knotenschnittverfahren......Page 97
Arbeitsplan zum Ritter’schen Schnittverfahren......Page 98
2.1 Begriffsbestimmung fu¨ r Schwerlinie, Schwerebene und Schwerpunkt......Page 99
2.2.1 Fla¨chen haben einen Schwerpunkt......Page 100
Kreisringstu¨ck......Page 101
2.2.3.1 Rechnerische Bestimmung des Fla¨chenschwerpunkts......Page 102
Arbeitsplan zur rechnerischen Bestimmung des Fla¨chenschwerpunkts:......Page 103
Lo¨sung:......Page 104
Aufgaben 201–219......Page 105
Gerade Linie (Strecke)......Page 106
2.3.3.1 Rechnerische Bestimmung des Linienschwerpunkts......Page 107
Aufgaben Nr. 220–238 Arbeitsplan zur rechnerischen Bestimmung des Linienschwerpunkts:......Page 108
2.4.2 Oberfla¨chenberechnung......Page 109
2.5.1.3 Indifferentes Gleichgewicht......Page 110
2.5.2.1 Kippmoment, Standmoment, Standsicherheit......Page 111
Aufgaben Nr. 265–279......Page 112
3.1 Grunderkenntnisse u¨ ber die Reibung......Page 113
3.2.1 Reibungswinkel, Reibungszahl und Reibungskraft......Page 114
und......Page 115
3.2.3 Der Reibungskegel......Page 116
Lo¨sung:......Page 118
Lo¨sung:......Page 119
Lo¨sung:......Page 121
Aufgaben Nr. 301–334......Page 122
3.3.1.1 Zugkraft F wirkt unter beliebigem Zugwinkel......Page 123
3.3.1.2 Zugkraft F wirkt parallel zur schiefen Ebene Analytische Lo¨sung:......Page 124
Trigonometrische Lo¨sung:......Page 125
3.3.1.3 Zugkraft F wirkt waagerecht Analytische Lo¨sung:......Page 126
Nachbetrachtung:......Page 127
3.3.2.1 Haltekraft F wirkt unter beliebigem Zugwinkel......Page 128
3.3.2.2 Haltekraft F wirkt parallel zur schiefen Ebene Analytische Lo¨sung:......Page 129
Trigonometrische Lo¨sung:......Page 130
3.3.2.3 Haltekraft F wirkt waagerecht Analytische Lo¨sung:......Page 131
Nachbetrachtung:......Page 132
Nachbetrachtung:......Page 133
3.3.3.2 Schubkraft F wirkt parallel zur schiefen Ebene Analytische Lo¨sung:......Page 134
3.3.3.3 Schubkraft F wirkt waagerecht Analytische Lo¨sung:......Page 135
Aufgaben Nr. 335–340......Page 136
3.4.1 Prismenfu¨ hrung und Keilnut......Page 137
Zeichnerische Untersuchung:......Page 138
3.4.3.1 Reibung am Tragzapfen (Querlager)......Page 139
3.4.3.2 Reibung am Spurzapfen (La¨ngslager)......Page 140
Aufgaben Nr. 349–356......Page 141
3.4.4.1 Bewegungsschraube mit Flachgewinde......Page 142
3.4.4.2 Bewegungsschraube mit Spitzoder Trapezgewinde......Page 143
3.4.4.3 Befestigungsschraube mit Spitzgewinde......Page 144
Lo¨sung:......Page 145
Aufgaben Nr. 357–363......Page 146
3.4.5.1 Grundgleichung der Seilreibung......Page 147
Lo¨sung:......Page 148
Lo¨sung:......Page 149
Aufgaben Nr. 364–369......Page 150
a) Backenbremse mit u¨ berho¨htem Drehpunkt D......Page 151
c) Backenbremse mit tangentialem Drehpunkt D......Page 152
d) Doppelbackenbremse mit festen Bremsbacken......Page 153
Aufgaben Nr. 370–375......Page 154
Aufgaben Nr. 376–378......Page 155
c) Bremskraft und Bremsmoment......Page 156
3.4.8 Fahrwiderstand......Page 157
Lo¨sung:......Page 158
5. bung:......Page 159
Aufgaben Nr. 379–385......Page 160
3.4.10.1 Feste Rolle (Leitoder Umlenkrolle)......Page 161
3.4.10.2 Lose Rolle......Page 162
3.4.10.3 Rollenzug......Page 164
Lo¨sung:......Page 165
Formelzeichen und Einheiten1)......Page 166
4.1.1 Gro¨ßen und v, t-Diagramm, Ordnung der Bewegungen......Page 167
3.......Page 169
Aufgaben Nr. 400–404......Page 170
4.1.3 Gesetze und Diagramme der gleichfo¨rmigen Bewegung, Geschwindigkeitsbegriff......Page 171
4.1.4 Gesetze und Diagramme der gleichma¨ßig beschleunigten (verzo¨gerten) Bewegung, Beschleunigungsbegriff......Page 173
Gleichungen auswerten......Page 176
Tabelle 4.1......Page 177
Tabelle 4.2......Page 178
4.1.6.2 Luftwiderstand......Page 180
4.1.6.3 Freier Fall mit Luftwiderstand......Page 181
Lo¨sung:......Page 183
Lo¨sung:......Page 184
Lo¨sung:......Page 185
Lo¨sung:......Page 186
4.1.8.1 Kennzeichen der zusammengesetzten Bewegung......Page 187
4.1.8.3 Zusammensetzen und Zerlegen von Wegen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen......Page 188
Lo¨sung:......Page 189
4.1.9.2 berlagerung von gleichfo¨rmiger und gleichma¨ßig beschleunigter Bewegung a) Waagerechter Wurf (ohne Luftwiderstand)......Page 190
2. bung:......Page 191
Aufgaben Nr. 444–447......Page 192
b) Schra¨ger Wurf (ohne Luftwiderstand)......Page 193
1. bung:......Page 196
Aufgaben Nr. 448–451......Page 198
4.2.1 Die Drehzahl n......Page 199
4.2.4 Umfangsgeschwindigkeit vu und Drehzahl n......Page 200
4.2.5 Umfangsgeschwindigkeit und Mittelpunktsgeschwindigkeit......Page 201
4.2.7 Winkelgeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit......Page 202
4.2.8 Baugro¨ßen und Gro¨ßen der Bewegung in Getrieben......Page 203
Aufgaben Nr. 453–485......Page 204
4.3.1 Gegenu¨berstellung der allgemeinenGro¨ßen mit den entsprechenden Kreisgro¨ßen......Page 205
t-Diagramm......Page 206
Diagramm aufzeichnen......Page 207
Aufgaben Nr. 486–493......Page 208
Tabelle 4.3......Page 209
Tabelle 4.4......Page 210
4.4.1 Das Tra¨gheitsgesetz (Beharrungsgesetz), erstes Newton’sches Axiom......Page 211
4.4.2 Masse, Gewichtskraft und Dichte......Page 212
4.4.3 Das dynamische Grundgesetz, zweites Newton’sches Axiom......Page 214
Lo¨sung:......Page 216
Lo¨sung:......Page 217
4.4.6 Prinzip von d’Alembert......Page 218
Lo¨sung:......Page 220
Lo¨sung:......Page 222
3. bung:......Page 223
Lo¨sung:......Page 224
4.4.9 Impuls (Bewegungsgro¨ße) und Impulserhaltungssatz......Page 225
4.5.1 Arbeit W einer konstanten Kraft F......Page 226
4.5.2 Zeichnerische Darstellung der Arbeit W......Page 227
4.5.3 FederarbeitWf (Forma¨nderungsarbeit) als Arbeit einer vera¨nderlichen Kraft......Page 228
Lo¨sung:......Page 229
Lo¨sung:......Page 230
Lo¨sung:......Page 231
4.5.5 Leistung P......Page 232
4.5.6 Wirkungsgrad......Page 233
Aufgaben Nr. 526–542......Page 234
Lo¨sung:......Page 235
4.6.1 Gegenu¨berstellung der allgemeinen Gro¨ßen mit den entsprechenden Kreisgro¨ßen......Page 236
4.6.2 Dreharbeit Wrot (Rotationsarbeit)......Page 237
4.6.4 Zahlenwertgleichung fu¨ r die Drehleistung Prot......Page 238
Aufgaben Nr. 543–560......Page 239
4.7.1 Energie, Begriffsbestimmung und Einheit......Page 241
4.7.2 Potenzielle Energie Epot und Hubarbeit Wh......Page 242
4.7.4 Spannungsenergie Es und Forma¨nderungsarbeit Wf......Page 243
Energieerhaltungssatz......Page 244
Lo¨sung:......Page 245
Aufgaben Nr. 561–576......Page 246
4.8.2 Merkmale des geraden zentrischen Stoßes......Page 247
Zweiter Stoßabschnitt......Page 248
Sonderfa¨ lle......Page 249
4.8.4.1 Schmieden und Nieten......Page 250
4.8.5 Wirklicher Stoß......Page 251
2. bung:......Page 253
Aufgaben Nr. 577–581......Page 254
4.9.1 Das dynamische Grundgesetz fu¨ r die Drehbewegung......Page 255
4.9.2.1 Definition des Tra¨gheitsmomentes......Page 256
4.9.2.2 bung zum Tra¨gheitsmoment......Page 257
Tabelle 4.5......Page 258
4.9.2.3 Verschiebesatz (Steiner’scher Satz)......Page 259
Lo¨sung:......Page 260
Aufgaben Nr. 582–596......Page 261
4.9.4 Drehimpuls (Drall) und Impulserhaltungssatz fu¨ r die Drehung......Page 262
4.9.5 Kinetische Energie Erot (Rotationsenergie)......Page 263
Aufgaben Nr. 597–605......Page 264
4.9.7.1 Zentripetalbeschleunigung und Zentripetalkraft......Page 265
Lo¨sung:......Page 266
Lo¨sung:......Page 267
4.9.8 Gegenu¨berstellung der translatorischen und rotatorischen Gro¨ßen......Page 268
4.10.3.1 Die Bewegungsgesetze der harmonischen Schwingung......Page 269
4.10.3.1.3 Beschleunigung-Zeit-Gesetz......Page 270
4.10.3.2 Die Graphen der harmonischen Schwingung......Page 271
Aufgaben Nr. 621–624......Page 272
und lineares Kraftgesetz bei der harmonischen Schwingung......Page 273
und Federrate......Page 274
des Schraubenfederpendels......Page 276
und Periodendauer......Page 277
aus der Periodendauer......Page 278
4.10.6 Das Schwerependel (Fadenpendel)......Page 279
4.10.7 Schwingung einer Flu¨ ssigkeitssa¨ule......Page 280
4.10.9.1 Da¨mpfung......Page 281
Aufgabe Nr. 635 4.10.9.3 Energiezufuhr......Page 282
4.10.9.4 Die erzwungene Schwingung und Resonanz......Page 283
Aufgaben Nr. 636–637......Page 284
Formelzeichen und Einheiten1)......Page 285
5.1.1 Die Aufgabe der Festigkeitslehre......Page 287
5.1.2 Das Schnittverfahren zur Bestimmung des inneren Kra¨ ftesystems......Page 288
5.1.3 Spannung und Beanspruchung......Page 289
und Schubspannung......Page 290
5.1.5.1 Zugbeanspruchung (Zug)......Page 291
5.1.5.4 Biegebeanspruchung (Biegen)......Page 292
5.1.6 Die zusammengesetzte Beanspruchung......Page 293
5.1.7.1 Das allgemeine innere Kra¨ftesystem......Page 294
5.1.7.2 Arbeitsplan zur Bestimmung des inneren Kra¨ftesystems und der Beanspruchungsarten Aufgaben Nr. 651–656 5.1.7.3 bungen zu......Page 295
2. bung:......Page 296
3. bung:......Page 297
4. bung:......Page 298
5.2.2 Erkennen des gefa¨hrdeten Querschnitts in zugbeanspruchten Bauteilen......Page 301
6.1.1 Eigenschaften der Flu¨ ssigkeiten......Page 409
6.1.3 Druckverteilung in einer Flu¨ ssigkeit ohne Beru¨ cksichtigung der Schwerkraft, das Druck-Ausbreitungsgesetz......Page 410
6.1.4 Anwendungen des Druck-Ausbreitungsgesetzes......Page 411
6.1.5 Druckverteilung in einer Flu¨ ssigkeit unter Beru¨ cksichtigung der Schwerkraft......Page 415
6.1.7 Bodenkraft......Page 417
6.1.8 Seitenkraft......Page 418
6.1.9 Auftriebskraft......Page 420
6.1.10 Schwimmen......Page 421
6.1.11 Gleichgewichtslagen schwimmender Ko¨rper......Page 422
6.1.12 Stabilita¨ t eines Schiffes......Page 423
6.2.1 bersicht......Page 425
6.2.2 Erhaltungssa¨ tze der Stro¨mung......Page 426
6.2.3 Stro¨mung in Rohrleitungen......Page 439
Sachwortverzeichnis......Page 441