Technische Mechanik 1 Statik
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Russell C. Hibbeler Technische Mechanik 1 Statik 12., aktualisierte Auflage Übersetzung aus dem Amerikanischen: Georgia Mais, Frank Langenau Fachliche Betreuung und Erweiterungen: Jörg Wauer, Wolfgang Seemann Higher Education München • Harlow • Amsterdam • Madrid • Boston San Francisco • Don Mills • Mexico City • Sydney a part of Pearson plc worldwide Technische Mechanik 1 Statik - PDF Inhaltsverzeichnis Technische Mechanik 1 Impressum Inhaltsverzeichnis Einleitung Vorwort zur deutschen Neuauflage 10 Zum Inhalt 11 Neu in dieser Auflage 12 Hinweise zur Buchstruktur 13 Danksagung für das englischsprachige Original 14 Kapitel 1 1.1 Mechanik 17 1.2 Grundlegende Begriffe 18 1.3 Maßeinheiten 20 1.4 Das internationale Einheitensystem 21 1.5 Numerische Berechnungen 23 Kapitel 2 2.1 Skalare und Vektoren 31 2.2 Vektoroperationen 32 2.3 Vektoraddition von Kräften 34 2.4 Addition von Kräften in einer Ebene 40 2.5 Kartesische Vektoren 47 2.6 Addition und Subtraktion kartesischer Vektoren 50 2.7 Ortsvektoren 56 2.8 Kraftvektor entlang einer Linie 59 2.9 Skalarprodukt 63 Kapitel 3 3.1 Gleichgewichtsbedingung 99 3.2 Freikörperbild 100 3.3 Ebene Kräftesysteme 103 3.4 Räumliche Kräftesysteme 109 Kapitel 4 4.1 Moment einer Kraft Skalare Darstellung 137 4.2 Vektorprodukt, Kreuzprodukt 142 4.3 Moment einer Kraft Vektorielle Darstellung 144 4.4 Momentensatz 149 4.5 Moment einer Kraft um eine vorgegebene Achse 152 4.6 Moment eines Kräftepaars 159 4.7 Äquivalente Systeme 166 4.8 Resultierende eines Systems von Kräften und Kräftepaaren 168 Inhaltsverzeichnis 4.9 Weitere Reduktion eines Systems von Kräften und Momenten 173 4.10 Reduktion einer verteilten Last (Streckenlast) 183 Kapitel 5 5.1 Bedingungen für das Gleichgewicht eines starren Körpers 227 5.2 Freikörperbilder im ebenen Fall 229 5.3 Gleichgewichtsbedingungen im ebenen Fall 241 5.4 Sonderfall: Systeme mit zwei und drei Kräften 5.5 Freikörperbilder im räumlichen Fall 254 258 5.6 Gleichgewichtsbedingungen im räumlichen Fall 263 5.7 Zwangsbedingungen für einen starren Körper 264 Kapitel 6 6.1 Einfache Fachwerke 301 6.2 Knotenpunktverfahren 304 6.3 Nullstäbe 310 6.4 Schnittverfahren (nach Ritter) 313 6.5 Räumliche Fachwerke 319 6.6 Spezielle Stabwerke und einfache Maschinen (Vorrichtungen) 321 Kapitel 7 7.1 Schnittgrößen in belasteten Tragwerkkomponenten 371 7.2 Querkraft- und Biegemomentenverläufe sowie ihre grafische Darstellung 382 7.3 Zusammenhänge zwischen Streckenlast, Querkraft und Biegemoment 386 7.4 Seile 394 Kapitel 8 8.1 Eigenschaften der trockenen Reibung 427 8.2 Aufgabenstellungen bei trockener Reibung 431 8.3 Keile 442 8.4 Reibungskräfte auf Schrauben 444 8.5 Seilreibung 447 8.6 Reibungskräfte an Axiallagern, Zapfenlagern und Scheiben 450 8.7 Reibungskräfte in Radiallagern 453 8.8 Rollwiderstand 455 Kapitel 9 9.1 Schwerpunkt und Massenmittelpunkt für ein System von Massenpunkten 491 9.2 Schwerpunkt, Massenmittelpunkt und Volumenmittelpunkt eines Körpers 493 9.3 Zusammengesetzte Körper 505 9.4 Pappus-Guldinsche Regeln 510 9.5 Resultierende einer allgemeinen Flächenlast 9.6 Fluiddruck 514 515 Kapitel 10 10.1 Definition von Arbeit und virtueller Arbeit 553 10.2 Prinzip der virtuellen Arbeit für an einem Massenpunkt oder einem starren Inhaltsverzeichnis Körper angreifende Kräfte 555 10.3 Prinzip der virtuellen Arbeit für ein System gekoppelter starrer Körper 556 10.4 Konservative Kräfte 565 10.5 Potenzielle Energie 567 10.6 Energiekriterium für Gleichgewicht 568 10.7 Stabilität des Gleichgewichts 569 Anhang A Wiederholung Geometrie und Trigonometrie 588 Quadratische Gleichungen 589 Hyperbolische Funktionen 589 Trigonometrische Umformungen 589 Potenzreihenentwicklungen 589 Differenziationsregeln 589 Integrale 590 Anhang B Literatur 625 Register 627 Einleitung Vorwort zur deutschen Neuauflage Zum Inhalt Neu in dieser Auflage Hinweise zur Buchstruktur Kapitel 1 - Allgemeine Grundlagen 1.1 Mechanik 1.2 Grundlegende Begriffe 1.3 Maßeinheiten 1.4 Das internationale Einheitensystem 1.5 Numerische Berechnungen Kapitel 2 - Kraftvektoren 2.1 Skalare und Vektoren 2.2 Vektoroperationen 2.3 Vektoraddition von Kräften 2.4 Addition von Kräften in einer Ebene 2.5 Kartesische Vektoren 2.6 Addition und Subtraktion kartesischer Vektoren 2.7 Ortsvektoren 2.8 Kraftvektor entlang einer Linie 2.9 Skalarprodukt Inhaltsverzeichnis Kapitel 3 - Gleichgewicht am Punkt 3.1 Gleichgewichtsbedingung 3.2 Freikörperbild 3.3 Ebene Kräftesysteme 3.4 Räumliche Kräftesysteme Kapitel 4 - Resultierende von Kräftesystemen 4.1 Moment einer Kraft – Skalare Darstellung 4.2 Vektorprodukt, Kreuzprodukt 4.3 Moment einer Kraft – Vektorielle Darstellung 4.4 Momentensatz 4.5 Moment einer Kraft um eine vorgegebene Achse 4.6 Moment eines Kräftepaars 4.7 Äquivalente Systeme 4.8 Resultierende eines Systems von Kräften und Kräftepaaren 4.9 Weitere Reduktion eines Systems von Kräften und Momenten 4.10 Reduktion einer verteilten Last (Streckenlast) Kapitel 5 - Gleichgewicht eines starren Körpers 5.1 Bedingungen für das Gleichgewicht eines starren Körpers Gleichgewicht in der Ebene 5.2 Freikörperbilder im ebenen Fall 5.3 Gleichgewichtsbedingungen im ebenen Fall 5.4 Sonderfall: Systeme mit zwei und drei Kräften Gleichgewicht bei räumlichen Systemen 5.5 Freikörperbilder im räumlichen Fall 5.6 Gleichgewichtsbedingungen im räumlichen Fall 5.7 Zwangsbedingungen für einen starren Körper Kapitel 6 - Fachwerke und Systeme starrer Körper 6.1 Einfache Fachwerke 6.2 Knotenpunktverfahren 6.3 Nullstäbe 6.4 Schnittverfahren (nach Ritter) *6.5 Räumliche Fachwerke 6.6 Spezielle Stabwerke und einfache Maschinen (Vorrichtungen) Kapitel 7 - Schnittgrößen 7.1 Schnittgrößen in belasteten Tragwerkkomponenten 7.2 Querkraft- und Biegemomentenverläufe sowie ihre grafische Darstellung 7.3 Zusammenhänge zwischen Streckenlast, Querkraft und Biegemoment Inhaltsverzeichnis *7.4 Seile Kapitel 8 - Reibung 8.1 Eigenschaften der trockenen Reibung 8.2 Aufgabenstellungen bei trockener Reibung 8.3 Keile 8.4 Reibungskräfte auf Schrauben 8.5 Seilreibung *8.6 Reibungskräfte an Axiallagern, Zapfenlagern und Scheiben 8.7 Reibungskräfte in Radiallagern *8.8 Rollwiderstand Kapitel 9 - Schwerpunkt und Volumenmittelpunkt 9.1 Schwerpunkt und Massenmittelpunkt für ein System von Massenpunkten 9.2 Schwerpunkt, Massenmittelpunkt und Volumenmittelpunkt eines Körpers 9.3 Zusammengesetzte Körper *9.4 Pappus-Guldin’sche Regeln *9.5 Resultierende einer allgemeinen Flächenlast *9.6 Fluiddruck Kapitel 10 - Virtuelle Arbeit 10.1 Definition von Arbeit und virtueller Arbeit 10.2 Prinzip der virtuellen Arbeit für an einem Massenpunkt oder einem starren Körper angreifende Kräfte 10.3 Prinzip der virtuellen Arbeit für ein System gekoppelter starrer Körper *10.4 Konservative Kräfte *10.5 Potenzielle Energie *10.6 Energiekriterium für Gleichgewicht *10.7 Stabilität des Gleichgewichts Anhang A - Mathematische Ausdrücke Wiederholung Geometrie und Trigonometrie Quadratische Gleichungen Hyperbolische Funktionen Trigonometrische Umformungen Potenzreihenentwicklungen Differenziationsregeln Integrale Anhang B - Lösungen ausgewählter Aufgaben Kapitel 1 Kapitel 2 Inhaltsverzeichnis Kapitel 3 Kapitel 4 Kapitel 5 Kapitel 6 Kapitel 7 Kapitel 8 Kapitel 9 Kapitel 10 Literatur Register A abgeleitete Einheit 22 Addition 33 algebraische Addition 33 algebraische skalare Größe 40 Anfangspunkt 31 antreibende (aktive) Kraft 101 Äquivalentes Kräftepaar 160 Archimedes 17 B Betrag 31 Bewegung 429 Biegemoment 372 Biegemomentenlinie 382 D Darstellung Dichte 493 Dimensionsmäßige Einheitlichkeit 23 Dreigelenkbogen 322 Druckmittelpunkt 516 Druckstab 305 Dynamik 17 E ebene Fläche 510 ebene Kurve 510 Ebene Platte mit konstanter Breite 516 Ebene Platte mit variabler Breite 518 Ebenes Fachwerk 301 Inhaltsverzeichnis Ebenes Kräftesystem 103, 174 einfache Maschine 321 Einheit Einheit der Kraft 21 Einheitlichkeit 23 Einheitsvektor 47 Einsetzende Bewegung 428 Einzelkraft 19 F Fachwerk 301 Feder 100 Federkonstante 100 Fläche 494 Flächenlast 491, 514 Flächenschwerpunkt 494 Flachriemen 447 Fluiddruck 515 freier Vektor 159 Freikörperbild 100, 234 G Galileo Galilei 18 Gebogene Platte mit konstanter Breite 516 geometrischer Mittelpunkt 233, 493 Gesetz von Pascal 515 Gewicht 20 Gewicht pro Volumeneinheit 493 Gleichgewicht 428 Gleichgewicht am Punkt 97 Gleichgewicht eines starren Körpers 227 Gleichgewichtsbedingung 99 Gleichgewichtsbedingungen 263 Gleitreibungskoeffizient 430 Gleitreibungskraft 429 Gleitreibungswinkel 430 grafische Darstellung 40 Grenzhaftreibungskraft 430 Grundeinheit 20 Grundgröße 20 Inhaltsverzeichnis Guldin oder Guldinus 510 H Haftreibungskoeffizient 428, 429 Haftreibungskraft 430 Haftungswinkel 428 homogen 493 I idealisiertes Modell 233 Idealisierung 18 in einem Punkt angreifende Kräfte 51 inkompressibles Fluid 515 innere Beanspruchung 371 Integration 493 internationales Einheitensystem 21 Isaak Newton 18 K Kartesische Vektordarstellung 41 Kartesischer Einheitsvektor 48 kartesischer Vektor 42 Keil 442, 457 Keilriemen 447 Kette 394 Kilogramm 21 Knotenpunktverfahren 304 Komponente 40 konstante Streckenlast 438 konstanter Druckbelastung 451 Koordinate 40 Kraft 18 Kräftepaar 159 Kräftesystem 51 Kraftschraube 176 Kraftvektor 29 Kreuzprodukt 142 L Lager 457 Lagerreaktion 243, 371 Länge 18 Inhaltsverzeichnis Längskraft 372 Linie 494 linienflüchtiger Vektor 145 Linienschwerpunkt 494 M Masse 18 Masse pro Volumeneinheit 493 Massenmittelpunkt 492 Massenpunkt 18 Maximalwert des Moments 387 Mechanik 17 Mechanik der Flüssigkeiten 17 Mechanik des starren Körpers 17 Mechanik verformbarer Körper 17 Meter 21 Minimalwert des Moments 387 Mittelpunkt Moment Moment einer Kraft 137 Moment einer Kraft um eine Achse 152 Moment eines Kräftepaars 159 Momentenlinie Momentensatz 149 Multiplikation Multiplikation eines Vektors mit einem Skalar 32 N Newton 21 Newton´sche Gesetze der Bewegung 19 Newton´sches Gravitationsgesetz 19 Normalkraft 372, 427 Nulldurchgang der Querkraft 387 Nullstab 310 Numerische Berechnung 23 O Orthogonale Komponenten eines Vektors 47 Ortsvektor 56 P Pappus von Alexandria 510 Inhaltsverzeichnis Pappus-Guldinsche Regeln 510 Parallelogrammregel 32 Pendelstütze 230 Pfeilspitze 40 Physikalisches Modell 233 Präfix 21 Problem Q Querkraft 372 Querkraftlinie 382, 388 R Räumliches Fachwerk 319 Reaktionskraft 101 Rechtssystem 47, 56 Reduktion einer verteilten Last 183 Reibung 425 Reibungsgleichung 431 Reibungskraft 427 Reibungskräfte an Lagern und Scheiben 450 resultierendes Moment 139 Richtung 31, 49 Richtungskosinus 49 Richtungssinn 31 Riemen 457 Rollwiderstand 455 Rollwiderstandskoeffizient 456 Rotationsfläche 510 Rotationsvolumen 510 ruhendes Fluid 515 Runden von Zahlen 24 S Scheibe Schnittgröße 371 Schnittmethode 371 Schnittufer 372 Schnittverfahren (nach Ritter) 313 Schraube 444, 457 Schraubenbewegung Inhaltsverzeichnis Schwerpunkt 233, 491 Seil 394, 457 Seile und Rollen 101 Sekunde 21 selbsthemmend 442 Selbsthemmende Schraube 445 SI-System 21 Skalar 31 Skalare Darstellung 40, 137 Skalarprodukt 63 spezifischen Gewicht 493 Spitze 31 starre Einspannung 231 Starrer Körper 19 Statik 17 statisch unbestimmtes Problem 265 Steigung der Momentenlinie 387 Steigung der Querkraftlinie 387 Stellenanzahl 23 System T Torsionsmoment 372 trockene Reibung 427 U unverschiebbares Gelenk 231 V Vektor 31 Vektoraddition 32 Vektordarstellung Vektordreieck 37 Vektorsubtraktion 33 Verdrillmoment 372 verschiebbares Gelenk 230 Verschiebungsprinzip 145 Volumen 524 Volumenmittelpunkt 493 Vorzeichenvereinbarung 42 Z Inhaltsverzeichnis Zeit 18 Zerlegen eines Vektors 33 Zugstab 305 zusammengesetzter Körper 505 Zusammenhänge zwischen Streckenlast, Querkraft und Biegemoment 386 Zwangsbedingung 264 Copyright Ins Internet: Weitere Infos zum Buch, Downloads, etc. Grundlegende Gleichungen der Statik SI-Präfixe Geometrische Eigenschaften von Linien- und Flächenelementen Schwerpunkt und Volumen homogener Körper Copyright Daten, Texte, Design und Grafiken dieses eBooks, sowie die eventuell 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Dieses eBook stellen wir lediglich als persönliche Einzelplatz-Lizenz zur Verfügung! Jede andere Verwendung dieses eBooks oder zugehöriger Materialien und Informationen, einschließlich der Reproduktion, der Weitergabe, des Weitervertriebs, der Platzierung im Internet, in Intranets, in Extranets, der Veränderung, des Weiterverkaufs und der Veröffentlichung bedarf der schriftlichen Genehmigung des Verlags. Insbesondere ist die Entfernung oder Änderung des vom Verlag vergebenen Passwortschutzes ausdrücklich untersagt! Bei Fragen zu diesem Thema wenden Sie sich bitte an: [email protected] Zusatzdaten Möglicherweise liegt dem gedruckten Buch eine CD-ROM mit Zusatzdaten bei. Die Zurverfügungstellung dieser Daten auf unseren Websites ist eine freiwillige Leistung des Verlags. Der Rechtsweg ist ausgeschlossen. Hinweis Dieses und viele weitere eBooks können Sie rund um die Uhr und legal auf unserer Website herunterladen: http://ebooks.pearson.de
