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2012 | Book

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Technische Mechanik 3

Kinetik

Authors: Dietmar Gross, Werner Hauger, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : Springer-Lehrbuch

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Der Bestseller zur Technischen Mechanik erscheint jetzt in der 12. Auflage. Ergänzend zum Buch findet der Leser interaktive Lernprogramme im Netz unter http://www.tm-tools.de.

Der Band Kinetik ist der dritte Teil der vierbändigen Lehrbuchreihe. Ziel des didaktisch ausgefeilten Werkes ist es, das Verständnis der wesentlichen Grundgesetze der Mechanik zu vermitteln und die Fähigkeit zu entwickeln, mit Hilfe der Mechanik Ingenieurprobleme zu formulieren und selbständig zu lösen. Es wurde ein möglichst einfacher Zugang zur Mechanik gewählt. Der dargestellte Stoff orientiert sich am Umfang der Mechanikkurse an deutschsprachigen Hochschulen und ist für alle Bachelor- und Diplomstudiengänge hervorragend geeignet. Das Buch enthält zahlreiche vollständig durchgerechnete Beispiele, mit deren Hilfe der Leser die Anwendung der Grundgesetze trainieren kann.

Band 1 behandelt die Statik, Band 2 die Elastostatik und Band 4 die Hydromechanik sowie Höhere Mechanik; geeignet für Ingenieurstudenten aller Fachrichtungen an Universitäten und Fachhochschulen.

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Table of Contents

Frontmatter

Kapitel 1. Bewegung eines Massenpunktes

Zusammenfassung

Lernziele: Wir lernen zunächst, wie die Bewegung eines Punktes durch seinen Ort, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung in verschiedenen Koordinatensystemen beschrieben wird und wie diese Größen berechnet werden können. Anschließend befassen wir uns mit dem Bewegungsgesetz, welches den Zusammenhang zwischen den Kräften und der Bewegung herstellt. Eine wichtige Rolle spielt dabei wieder das Freikörperbild, mit dessen Hilfe eine korrekte Aufstellung der Bewegungsgleichungen möglich ist. Im weiteren werden wichtige Gesetzmäßigkeiten wie Impuls-, Drehimpuls- und Arbeitssatz sowie deren Anwendung diskutiert.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Kapitel 2. Kinetik eines Systems von Massenpunkten

Zusammenfassung

Lernziele: Bisher haben wir uns nur mit der Bewegung eines einzelnen Massenpunktes befasst. Wir wollen nun die im 1. Kapitel hergeleiteten Begriffe und Gesetzmäßigkeiten wie zum Beispiel Impuls, Drehimpuls, Momentensatz, Energiesatz auf die Bewegung eines Systems von Massenpunkten erweitern. Die Studierenden sollen lernen, wie man die Bewegung solcher Systeme untersucht und wie man die Gesetzmäßigkeiten bei konkreten Aufgaben formuliert.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Kapitel 3. Bewegung eines starren Körpers

Zusammenfassung

Lernziele: Ein starrer Körper kann als ein System von unendlich vielen Massenpunkten aufgefasst werden, deren gegenseitige Abstände sich bei Belastung nicht ändern. Wie in Abschnitt 2.1 erläutert wurde, besitzt ein solcher Körper im Raum sechs Freiheitsgrade, denen als Bewegungsmöglichkeiten drei Translationen (je eine in x-, in y- und in z-Richtung) und drei Rotationen (je eine um die x-, um die y- und um die z-Achse) entsprechen. Wir werden in den folgenden Abschnitten zeigen, durch welche Gesetze die Bewegung eines solchen Körpers beschrieben wird und wie diese sachgerecht angewendet werden. Dabei konzentrieren wir uns insbesondere auf die ebene Bewegung.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Kapitel 4. Prinzipien der Mechanik

Zusammenfassung

Lernziele: Bisher haben wir zur Beschreibung der Bewegung von Körpern die Newtonschen Axiome angewendet. Ihnen gleichwertig sind andere Grundgesetze, die Prinzipien der Mechanik genannt werden. Häufig ist es vorteilhaft, anstelle der Newtonschen Gesetze diese Prinzipien bei der Aufstellung von Bewegungsgleichungen zu verwenden. Mit einigen von ihnen wollen wir uns in diesem Kapitel beschäftigen und lernen, wie man sie anwendet.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Kapitel 5. Schwingungen

Zusammenfassung

Lernziele: Schwingungen spielen in der Natur und Technik eine große Rolle. Wir wollen in diesem Kapitel das Verhalten von schwingungsfähigen Systemen mit einem bzw. zwei Freiheitsgraden untersuchen. Dabei beschränken wir uns auf Systeme, bei denen die Bewegungsgleichungen lineare Differentialgleichungen sind. Damit können bereits viele wichtige Erscheinungen bei Schwingungen beschrieben werden. Die Studierenden sollen lernen, wie man sowohl freie als auch erzwungene Schwingungen ohne bzw. mit Dämpfung analysiert.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Kapitel 6. Relativbewegung des Massenpunktes

Zusammenfassung

Lernziele: Das Newtonsche Grundgesetz gilt nach Abschnitt 1.2.1 in der Form m a = F für ein ruhendes Bezugssystem. Ein solches Bezugssystem ist ein Inertialsystem; wir werden den Begriff des Inertialsystems in Abschnitt 6.2 näher erläutern.

Manchmal ist es jedoch vorteilhaft, die Bewegung eines Körpers in Bezug auf ein bewegtes System zu beschreiben. Dann ist es notwendig, den Zusammenhang zwischen den kinematischen Größen in bewegten und in ruhenden Systemen zu kennen und das Newtonsche Grundgesetz in einer Form anzuwenden, die in bewegten Systemen gilt.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Kapitel 7. Numerische Simulation

Zusammenfassung

Lernziele: Wir haben bisher nur Probleme behandelt, die eine analytische Lösung der Bewegungsgleichungen erlaubten. In vielen Fällen ist es allerdings schwierig oder sogar unmöglich, eine solche Lösung zu finden. Dann ist es erforderlich, mit Hilfe einer numerischen Integration eine Näherungslösung zu ermitteln. Wir wollen in diesem Kapitel einige Verfahren kennenlernen, die in solchen Fällen eine numerische Lösung der Differentialgleichungen erlauben und die eine Grundlage für weitere Methoden bilden. Die Studierenden sollen damit in die Lage versetzt werden, numerische Verfahren sachgerecht für die Behandlung von Problemen der Kinetik anzuwenden.

Dietmar Gross, Werner Hauger, E.h. Walter Schnell, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall

Backmatter

Title: Technische Mechanik 3
Authors: Dietmar Gross
Werner Hauger
Jörg Schröder
Wolfgang A. Wall
Copyright Year: 2012
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-29529-4
Print ISBN: 978-3-642-29528-7
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-29529-4

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