Mit dem Prüfungstrainer zum Lehrbuch ‘Technische Mechanik’ von Stefan Hartmann braucht man nicht mehr vor Klausuren und Prüfungen zittern.
Mehr als 250 Aufgaben mit ausführlich durchgerechneten Lösungen aus allen Themengebieten der Technischen Mechanik – Statik, Elastostatik, Kinematik und Dynamik – helfen beim Verstehen und Vertiefen der Lerninhalte.
Unerlässlich für Studierende in Ingenieurstudiengängen wie Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Bauwesen: insbesondere zusammen mit dem Lehrbuch ‘Technische Mechanik’ legt der Prüfungstrainer die Grundlagen fürs weiterführende Studium.
Table of Content
Vorwort IX
Ziele der Aufgabensammlung XI
Teil I Statik starrer Körper 1
1 Einführung in die Vektorrechnung 3
1.1 Beispiele zur Vektorrechnung 6
1.2 Aufgaben zur Vektorrechnung 14
1.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschn. 1.2 19
2 Kraftsysteme 23
2.1 Beispiele zu Kraftsystemen 25
2.2 Aufgaben zu Kraftsystemen 34
2.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschn. 2.2 39
3 Schwerpunktsberechnungen 41
3.1 Beispiele zur Schwerpunktsberechnung 47
3.1.1 Linienschwerpunkt 47
3.1.2 Flächenschwerpunkt 48
3.1.3 Volumenschwerpunkt 51
3.2 Aufgaben zur Schwerpunktsberechnung 53
3.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschn. 3.2 57
4 Strukturelemente 59
4.1 Beispiele zur Lager- und Schnittgrößenberechnung 59
4.1.1 Berechnung der statischen Bestimmtheit 59
4.1.2 Berechnung von Lagerreaktionen 63
4.1.3 Berechnung statisch bestimmter Fachwerke 69
4.1.4 Schnittgrößen in Balkenstrukturen 71
4.1.5 Seil- und Bogenberechnung 85
4.2 Aufgaben zur Lager- und Schnittgrößenberechnung 94
4.2.1 Statische Bestimmtheit 94
4.2.2 Freischneiden und Berechnung von Lagerreaktionen 95
4.2.3 Fachwerkberechnung 100
4.2.4 Schnittgrößenberechnung 102
4.2.5 Seil- und Bogenberechnung 105
4.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschn. 4.2 106
5 Reibung 111
5.1 Beispiele zur Haft- und Seilreibung 112
5.1.1 Haftreibung 112
5.1.2 Seilreibung 115
5.2 Aufgaben zur Haft- und Seilreibung 116
5.2.1 Haftreibung 116
5.2.2 Seilreibung 118
5.3 Ergebnisse der Aufgaben zu Abschn. 5.2 119
Teil II Statik elastischer Körper 121
6 Eindimensionaler Spannungs- und Verzerrungszustand 123
6.1 Beispiele zu eindimensionalen, linear elastischen Festkörpern 123
6.1.1 Der Zug-Druckstab 123
6.1.2 Die Fachwerkberechnung 128
6.2 Aufgaben zum eindimensionalen, linear elastischen Festkörper 131
6.2.1 Zug-Druckstab 131
6.2.2 Fachwerkberechnung 134
6.3 Ergebnisse zu Abschn. 6.2 137
7 Mehrdimensionale Spannungs- und Verzerrungszustände 141
7.1 Beispiele dreidimensionaler, isotroper Elastizität 141
7.1.1 Kinematik 141
7.1.2 Spannungsberechnung 152
7.1.3 Elastizität und Gleichgewicht 160
7.2 Aufgaben zum dreidimensionalen, linear elastischen Festkörper 168
7.2.1 Kinematik 168
7.2.2 Spannungszustand 169
7.2.3 Dreidimensionale Elastizität 171
7.3 Ergebnisse zu Abschn. 7.2 173
8 Technische Balkentheorie 179
8.1 Beispiele zu Balkensystemen 179
8.1.1 Einfache Balkenberechnung 179
8.1.2 Flächenträgheitsmomente 191
8.1.3 Unstetige Lasten – Föppl-Symbolik 199
8.1.4 Normalspannungsberechnung bei Balken 203
8.1.5 Zweiachsige Biegung 206
8.1.6 Torsion 211
8.1.7 Biegung mit Querkraft 219
8.1.8 Knicken von Stäben 235
8.2 Aufgaben zur Balkenberechnung 241
8.2.1 Einfache Biegeprobleme 241
8.2.2 Flächenträgheitsmomente 243
8.2.3 Normalspannungsberechnung bei Balken 246
8.2.4 Föppl-Symbolik 249
8.2.5 Zweiachsige Biegung 252
8.2.6 Torsion 255
8.2.7 Biegung mit Querkraft 259
8.2.8 Knicken von Stäben 262
8.3 Ergebnisse zu Abschn. 8.2 264
9 Energiemethoden der Elastostatik 275
9.1 Beispiele zu Energiemethoden 275
9.2 Aufgaben zu Energiemethoden 295
9.3 Ergebnisse zu Abschn. 9.2 299
Teil III Dynamik starrer Körper 301
10 Kinematik von Punktmassen und starren Körpern 303
10.1 Beispiele zur Kinematik sich bewegender Körper 306
10.1.1 Punktbewegung 306
10.1.2 Starrkörperbewegung 316
10.1.3 Bewegte Bezugssysteme 328
10.2 Aufgaben zur Kinematik 338
10.2.1 Punktbewegung 338
10.2.2 Starrkörperbewegung 341
10.2.3 Relativbewegung 344
10.3 Ergebnisse zu Abschn. 10.2 345
11 Bilanzgleichungen der Mechanik 349
11.1 Beispiele zur Anwendung des Impuls- und Drehimpulssatzes 352
11.1.1 Impulssatz bei Punktmassen 352
11.1.2 Berechnung von Massenträgheitsmomenten 364
11.1.3 Ebene Starrkörperbewegung 379
11.1.4 Bewegte Bezugssysteme 393
11.2 Aufgaben zum Impuls- und Drehimpulssatz 409
11.2.1 Impulssatz bei Punktmassen 409
11.2.2 Massenträgheitsmomente 412
11.2.3 Ebene Starrkörperbewegung 414
11.2.4 Bewegte Bezugssysteme 420
11.3 Ergebnisse zu Abschn. 11.2 427
12 Bilanz dermechanischen Leistung/Energiesatz 437
12.1 Beispiele zu Energiebetrachtungen 437
12.1.1 Punktmassen 437
12.1.2 Starrkörper 441
12.2 Aufgaben zur Leistung und Energieerhaltung 448
12.2.1 Punktbewegung 448
12.2.2 Starrkörperbewegung 449
12.3 Ergebnisse zu Abschn. 12.2 454
13 Stoßtheorie 457
13.1 Beispiele zur Stoßtheorie 459
13.2 Aufgaben zur Stoßtheorie 469
13.3 Ergebnisse zu Abschn. 13.2 471
Literatur 473
Stichwortverzeichnis 475
About the author
Stefan Hartmann ist Professor für Festkörpermechanik am Institut für Technische Mechanik der Technischen Universität Clausthal. Er ist aktiv in verschiedenen Organisationen wie der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM), insbesondere dem Deutschen Komitee für Mechanik (DEKOMECH) und Mitorganisator diverser Konferenzen und Workshops sowie Autor von mehr als 100 Veröffentlichungen in angesehenen nationalen und internationalen Fachzeitschriften sowie Büchern. Stefan Hartmann vertritt seit 25 Jahren äußerst engagiert die Technische Mechanik in der universitären Lehre. Schwerpunkte seiner Arbeit liegen in der experimentellen Mechanik, der computergestützten Modellierung von Materialeigenschaften (Elastizität, Viskoelastizität und Viskoplastizität) und der Weiterentwicklung der Finite-Elemente-Methode.
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