Kräfte und Momente
Die Gleichgewichtsbedingungen der Statik besagen, dass ein ruhender Körper in Ruhe bleibt, wenn die Summen aller Kräfte und Momente, die auf diesen Körper wirken, Null ist. Die Ermittlung der Kräfte und Momente ist die Grundlage für die Auslegung und Dimensionierung von Bauwerken und Bauteilen.
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Grundlagen der Statik
Veranschaulichung von Kräfte- und Momentengleichgewicht, Kräftezerlegung, Hebelgesetz
Lerninhalte/Übungen
- Addition und Zerlegung von Kräften mit Kräfteparallelogramm
- Kräftegleichgewicht
- Hebelgesetz, Bestimmung von Momenten und Momentengleichgewicht
- zusammengesetzte Hebelsysteme
- Kräfte in Auflagern
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Lerninhalte/Übungen
- elastische Dehnung einer Schraubenfeder (Hooke’sches Gesetz)
- Gleitreibung in Abhängigkeit von Normalkraft, Kontaktfläche und Oberflächenbeschaffenheit des Reibkörpers
- Bestimmung des Reibungskoeffizienten
- Rollreibung
- Kräfteverhältnisse an der schiefen Ebene
Lerninhalte/Übungen
- Aufbau und Prinzip von Flaschenzügen mit vier Rollen und mit sechs Rollen, Differentialflaschenzug
- Prinzip von “Einfachen Maschinen”: Kraftübersetzung, Hubarbeit und potentielle Energie
Lerninhalte/Übungen
- Übersetzungsverhältnis von Drehzahl und Moment am einstufigen Getriebe
- Einfluss von Zwischenrädern auf die Drehrichtung
- Übersetzungsverhältnis am zweistufigen Getriebe
- Umwandlung von Drehbewegung in lineare Bewegung und umgekehrt
Lerninhalte/Übungen
- Kennenlernen verschiedener Flaschenzüge
- Messung von
- Seilkräften
- Lagerkräften
- Wegen
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Lerninhalte/Übungen
- zeichnerische Zerlegung der Kräfte mit Kräfteparallelogramm
- Stabkräfte an verschiedenen Auslegerformen ermitteln
- Vergleich: Messergebnis – Berechnung – grafisches Verfahren
Lerninhalte/Übungen
- Stabkräfte messen
- Berechnung der Stabkräfte mit dem Knotenpunktverfahren
- Vergleich: Messergebnis – Berechnung – grafisches Verfahren
Lerninhalte/Übungen
- Grundlagen des Momentengleichgewichts: angreifende Kräfte, erzeugte Momente und Gleichgewicht
- Wirkung von Kräften in Abhängigkeit vom Hebelarm
Lerninhalte/Übungen
- experimentelle Erarbeitung des wichtigen Prinzips “Freimachen” in der Statik
- Berechnung der Auflagerkräfte für eine gegebene Position des Klemmgewichts und für einen bekannten Anstellwinkel
- Anwendung der 1. und 2. Gleichgewichtsbedingung der Statik
- vollständige Kompensation der Auflagerkräfte durch Seilkräfte
- Einfluss der Klemmgewichtsposition auf die Auflagerkräfte
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Lerninhalte/Übungen
- Grundlagen des Momentengleichgewichts: angreifende Kräfte, erzeugte Momente und Gleichgewicht
- Wirkung von Kräften in Abhängigkeit vom Scheibendurchmesser
Lerninhalte/Übungen
- Grundlagen des Momentengleichgewichts: angreifende Kräfte, erzeugte Momente und Gleichgewicht
- Zusammenhang zwischen Kraftersparnis und Seilweg