Statik, Energie und Arbeit Flashcards
1
Q
Was wird unter äusseren Kräfteen verstanden?
A
- Naturkräfte, deren Reaktionspartner (3. Newton’sche Prinzip) ausserhalb des Körpers angreifen
2
Q
Starre Körper
A
- verändern ihre Form und Grösse unter dem einfluss von äusseren Kräften nicht
3
Q
Das Drehmoment M⃗ O (8)
A
- beschreibt die Drehwirkung einer Kraft an einer Drehachse (Bezugspunkt O)
- gibt an wie stark die Kraft auf einen drehbaren gelagerten Körper wirkt
- wird in Newtonmeter angegeben (Nm) (1 Nm= die Kraft, die bei einem Hebel von 1 m länge bei einer Kraft von 1 Newton wirkt)
- das Drehmoment ist beschrieben durch das Vektorprodukt von zwei vektoren und ist desshalb ein axialer vektor
- entgegengesetzt gerichtete Kräfte und Drehmomente unterscheiden sich im Vorzeichen. Je nach richtung und länge der Kräfte zur Drehachse gibt es linksdrehende Drehmomente und rechtsdrehende Drehmomente
- rechtsdrehene Drehmomente drehen im Uhrzeigersinn (negativer drehsinn)
- linksdrehende Drehmomente drehen im gegenuhrzeigersinn (positiver drehsinn)
- https://studyflix.de/ingenieurwissenschaften/drehmoment-ubungsaufgabe-1652
4
Q
Hebelgesetz (2)
A
- sagt, dass die Krafteinwirkung an einem Drehpunkt sich proportional zur Länge des Hebels erhöht
- Hebelgesetz sagt, dass ein Hebel sich im Gleichgewicht befindet, wenn der Betrag des linksdrehenden Drehmomentes M1 gleich dem Betrag des rechtsdrehenden Drehmomentes M2 ist : M1 = M2
5
Q
Welche bedingungen müssen erfüllt sein, damit sich ein Körper nicht in Bewegung setzt? (3)
A
- 2 Newtonsche Prinzip sagt, dass die Summe aller äusseren Kräfte F⃗res = ⃗0 sein muss
- diese bedingung genügt jedoch nicht , damit ein Körper sich nicht in bewegung versetzt
- das Drehmoment verhindert Drehungen
6
Q
Gleichgewicht starrer Körper (4)
A
- damit ein Körper in Gleichgewicht ist müssen:
- die äusseren Kräfte eine Resultierende von ⃗0 ergeben
- die Drehwirkung der äusseren Kräfte bezüglich eines beliebigen Bezugpunktes müssen sich ausgleichen
- wenn also das Kräftegleichgewicht und das Drehmomentengleichgewicht erfüllt sind, wird ein ruhender Körper weder in eine Translations- noch eine Rotationsbewegung versetzt
7
Q
Schwerpunkt/Massenmittelpunkt ⃗rS
A
- der effektive Angriffspunkt der Gewichtskraft (den Punkt der bezüglich Drehungen die Rolle des Angriffspunktes einnimmt)
- beim Schwerpunkt ⃗rS wirkt die Gewichtskraft und die Drehkräfte
- der Schwerpunkt kann auch ausserhalb des Körpers liegen
8
Q
Beispiel zum berechnen des schwerpunktes: asymmetrische Hantel (2)
A
- Hantel besteht aus zwei unterschiedlichen, kugelförmigen Massen (m1= 3m, m2= m), welche mit einem Steg verbunden sind
- der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Steg, einen viertel der Steglänge von m1 entfernt, da m1 das grössere Gewicht besitzt
9
Q
Vektoren
A
- grösse, die beschreibt in welche Richtung und wie weit ein Punkt verschoben wird
- https://studyflix.de/lernplan/E09mn4K0/vektor-2249
10
Q
Kinetische Energie
A
- Ekin= 1/2 m x v^2
11
Q
Potentielle Energie
A
- Epot= m x g x h
- d= erdbeschleunigung
- h= höhe
12
Q
Feder Energie
A
- E= 1/2Dxo^2
- D= federkonstante
13
Q
Arbeit (3)
A
- beschreibt die Umwandlung einer Energieform in eine andere via Kräften
- diese Umwandlung geschieht mit hilfe iner oder mehrerer Kräfte
- Arbeit= Kraft x Weg (Beispiel: desto länger der Weg ist, entlang dessen man ein Klavier mit der Kraft F⃗ schieben muss, desto grösser ist die verrichtete Arbeit)
- https://www.youtube.com/watch?v=4D80ewYazrQ (Linienintegralvideo schauen)
14
Q
Einheit der Arbeit
A
- N x m = Joule J
15
Q
konservative Kraft
A
- die Arbeit von einem Punkt zum anderen ist immer gleich, egal welcher Weg gewählt wird
16
Q
Energieerhaltungssatz
A
- Wenn wir Situationen vor uns haben, bei denen nur konservative Kräfte Arbeit an einem Körper verrichten, so kann man diese Berechnung dieser Arbeit entlang beliebiger Wege ersetzen durch die Kenntnis der potentiallen Energie an jedem Ort
- dann bleibt die Gesamtenergie des Körpers, berechnet als Summe von kinetischer und potentieller Energie, zeitlich und örtlich konstant
- was bedeutet, dass jede Abnahme der potentiellen Energie von einer gleich grossen Zunahme der kinetischen Energie begleitet ist.
17
Q
Biegebelastung
A
- die Biegebelastung wird erzeugt indem der Balken auf der Linken seite fix eingespannt wird und am rechten Balkenende eine Kraft vertikal nach unten wirkt
18
Q
Ein grosses Flächenträgheitsmoment führt…
A
…bei gleicher kraft zu geringen Spannungen und zu einer kleinen Durchbiegung
