9. Arbeit und Energie

Bislang haben wir uns mit der Betrachtung von Stab- und Balkentragwerken und deren exakt-analytischen rechnerischen Behandlung befasst. Jedoch stellen sich in der praktischen Anwendung vielfach Berechnungsaufgaben, bei denen exakte Lösungen gegebener Stab- und Balkenprobleme nicht mehr oder nur unter größtem Aufwand möglich sind und man sich einer der vielen verfügbaren Analyse- und Näherungsmethoden der Strukturmechanik bedienen muss, die in vielen Fällen auf Arbeits- und Energiebetrachtungen basieren. Solche Arbeits- und Energiemethoden werden im vorliegenden Abschnitt dieses Buchs ausführlich diskutiert und deren praktische Anwendung beleuchtet. Zuvor ist jedoch eine genauere Betrachtung des Arbeitsbegriffs und auch des Begriffs der Energie im Sinne der Strukturmechanik notwendig, was der Gegenstand des vorliegenden Kapitels ist. Wir gehen bei allen Betrachtungen von sog. konservativen Kräften aus, also solche Kräfte, bei denen die durch sie verrichtete Arbeit \(W\) nur vom Anfangs- und Endpunkt ihrer Bewegung abhängig ist, nicht jedoch vom zurückgelegten Weg.