Mechanik fester Körper


Mechanik fester Körper

Die Mechanik fester Körper ist ein grundlegendes Teilgebiet der klassischen Mechanik und der Experimentalphysik. Sie befasst sich mit der Bewegung von Festkörpern unter dem Einfluss äußerer Kräfte. Zu unterscheiden ist zwischen dem Idealfall gänzlich starrer Körper und den etwas verformbaren, realen Festkörpern.

Zur Untersuchung nicht verformbarer, idealisiert starrer Körper werden diese mathematisch aus Massenpunkten zusammengesetzt; die untersuchten Bewegungen sind vor allem Translationsbewegungen und Rotationen. Bei den realen Festkörpern, die elastisch oder plastisch verformbar sind, kommt auch die Analyse von Schwingungen, von Durchbiegungen und anderer Verformungen hinzu.

Das Fachgebiet, als dessen Gegenstück die Mechanik der Fluide gelten kann, stellt die allgemeine Grundlage der Physik dar und bildet daher fast immer den Beginn physikalischer Studienbücher und Vorlesungsreihen.

Mechanik fester Körper ist dementsprechend auch der Titel mehrerer Lehrbücher, die seit Beginn des 20. Jahrhunderts publiziert wurden. Zu den bekanntesten Autoren zählen Heinz Parkus (TU Wien) und Siegfried Heitz (Universität Bonn).

Die meisten Lehrbücher gliedern das Fachgebiet in die Bereiche

  • Statik (u.a. Bezugs- und Kraftsysteme, Massengeometrie, Gleichgewicht, stabförmige Festkörper, Fachwerke, Reibungsgesetze),
  • Festigkeitslehre (Zug- und Biegeversuche, Spannungsverteilung, Biegelinie, Torsion; Elastizitätstheorie, Plastizität, Rheologie, Härte, Dichte, Baumechanik usw.),
  • Kinematik und Dynamik (Winkel- bzw. Geschwindigkeitsvektor, Beschleunigung, Ruck, Momente usw., Kinetische Grundgleichung, Schwerpunkt- und Drallsatz, Keplersche und Fallgesetze, Eulersche Kreiseltheorie usw.; Gravitation, Arbeit, Leistung, Bewegungsenergie, Schwingungen, Stoßvorgänge).

Literatur

  • Bergmann, Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 1: Thomas Dorfmüller, W. Hering, K. Stierstadt: Mechanik, Relativität, Wärme. 11. völlig neubearbeitete Auflage. de Gruyter, Berlin... 1998, ISBN 3-11-012870-5
  • Heinz Parkus: Mechanik der festen Körper. 2. Auflage. Springer-Verlag, Wien... 1966, ISBN 3-211-80777-2
  • Akademischer Verein Hütte (Hrsg.): „Hütte“. Des Ingenieurs Taschenbuch. Band 1: (Mathematik, Mechanik, Wärme, Stoffkunde). 26. Auflage. Verlag Wilh. Ernst & Wohn, Berlin 1931, S. 201–352.