Technische Mechanik I Statik für Dummies: (Für Dummies)

Dieses Buch wurde bewusst kurz gehalten. Es deckt dennoch die Lehrinhalte »Technische Mechanik: Statik« ab, wie sie in der Regel in Bachelor-Studiengängen technischer Fachrichtungen vermittelt werden. Der Stoff wird überwiegend an Hand von Beispielen dargestellt. Am Ende jedes Kapitels laden Übungen zum Selbststudium ein. Und wem das noch nicht reicht, der findet für die Prüfungsvorbereitung noch ein Extra-Kapitel mit Übungen. Dieses Buch liefert Studierenden alles, was sie für die Statik-Prüfung brauchen.

Table of Contents:
Über den Autor 11 Einführung 25 Über dieses Buch 25 Konventionen in diesem Buch 26 Was Sie nicht lesen müssen 26 Törichte Annahmen über die Leser 27 Wie dieses Buch aufgebaut ist 27 Teil I: Grundlagen 27 Teil II: Stäbe, Seile, Ketten 28 Teil III: Analyse von Tragwerken 28 Teil IV: Reibung 28 Teil V: Top-Ten Teil 28 Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 29 Wie es weitergeht 29 Teil I: Grundlagen 31 Kapitel 1 Problemstellung und Ersatzmodelle 33 Lösungsschritte 33 Ersatzmodelle und Ersatzsysteme 34 Ein einführendes Beispiel 34 Problemstellung und Ersatzmodell 34 Mathematische Beschreibung 36 Lösung 37 Interpretation 37 Kapitel 2 Vektoren in der Mechanik 41 Koordinatensysteme geben uns Richtungen vor 41 So sehen bei uns die Vektoren aus 42 Länge oder Betrag: eine skalare Größe 45 Gleichheit 46 Addition und Subtraktion 47 Multiplikation mit einem Skalar 48 Einheitsvektoren 49 Spalten- und Zeilenvektoren 49 Skalarprodukt 50 Kreuzprodukt: etwas ganz Besonderes 50 Beispiel: Winkel zwischen zwei Vektoren 52 Übungen 54 Zahlenbeispiel 54 Antennenmast 54 Kranausleger 55 Kapitel 3 Kraft und Kraftwirkung 57 Kräftearten 57 Kraftdarstellung 58 Kraftwirkung 59 Kraftwirkung auf starre Körper 59 Wirkungslinie 63 Nullkraft 64 Dehnung 65 Kräftepaar 66 Nullmoment und Scherverformung 67 Beispiel: Strommast 67 Übungen 69 Konstruktion 69 Handbohrer 70 Inbus-Schlüssel 70 Kapitel 4 Prinzipe und Axiome 71 Das Äquivalenzprinzip 71 Das Gleichgewichtsaxiom 72 Gegenwirkungsprinzip 73 Schnittprinzip 74 Beispiel: Lampenaufhängung 75 Übungen 79 Schaukel 79 Kraftmessung 80 Sattelzug 80 Kapitel 5 Schwerpunkte 83 Gewichtsmittelpunkt 83 Massenmittelpunkt 85 Volumenmittelpunkt 85 Flächenmittelpunkt 86 Linienmittelpunkt 86 Mittelpunkte von Standardformen 87 Flächenlast 88 Streckenlast 89 Zusammengesetzte Körper 92 Beispiel: L-Profil 93 Die Guldinschen Regeln für Rotationskörper 96 Regel eins und zwei 96 Beispiel: L-Profil 97 Übungen 97 U-Profil 97 Behälter 98 Muldenkipper 98 Rohrstutzen 98 Kapitel 6 Lager 99 Reaktionen 99 Räumliche Lager 99 Lager in der Ebene 100 Beispiele 101 Problemfälle gibt es leider auch 104 Bestimmtheit einer Lagerung 106 Übungen 108 Träger mit Kragarm 108 Verschiedene Belastungssfälle 108 Verschiedene Lagerungsfälle 109 Kapitel 7 Spezielle Lagerelemente 111 Die Umlenkscheibe 111 Beispiel: einfacher Seilzug 111 Beispiel: Flaschenzug 113 Das frei rollende Rad 113 Die Pendelstütze 115 Allgemeines Beispiel 116 Beispiel: Motorhaube 117 Übungen 120 Flaschenzug 120 Seilbahngondel 120 Kiste mit Deckel 121 Teil II: Stäbe, Seile und Ketten 123 Kapitel 8 Fachwerke 125 Grundlegendes 125 Ideale Fachwerke 125 Stäbe 126 Knoten 127 Bestimmtheit 128 Ebene Fachwerke 128 Beispiel: einfaches Fachwerk 128 Beispiel: nichteinfaches Fachwerk 132 Nullstäbe 134 Der unbelastete Zweischlag 135 Der belastete Zweischlag 135 Der unbelastete Dreischlag 136 Beispiel: Fachwerk mit Nullstäben 136 Der Ritterschnitt 138 Räumliche Fachwerke 141 Einfaches Beispiel 141 Mit 3-D-Brille 142 Eingeebnet 143 Probleme bei komplexen Strukturen 146 Übungen 147 Einfaches Fachwerk 147 Nichteinfaches Fachwerk 147 Abspannmast 147 Räumliches Fachwerk 148 Kapitel 9 Seilstatik 149 Was antike Kräne und Funkmasten verbindet 149 Nur nicht überheblich werden 152 Beispiel: Seil unter Einzellast 153 Es kann auch kompliziert werden 156 Eine Hängepartie 158 Problemstellung 158 Die Seilkurve 159 Seil unter konstanter Streckenlast 161 Beispiele 164 Teil einer Hängebrücke 165 Seil mit Last unter Windbelastung 166 Schwerer geht es nicht 169 Problemstellung 169 Die Kettenlinie 170 Beispiel: Hochspannungsleitung 173 Jetzt stellen wir das Ganze auf den Kopf 176 Mit der Seilbahn in luftige Höhen 178 Übungen 180 Gewicht an Kette und Seil 180 Abgestützter Kragarm 180 Tennisnetz 181 Teil III: Analyse von Tragwerken 183 Kapitel 10 Tragwerke 185 Einfache Tragwerke 185 Problemstellung 185 Zuerst gehen wir aufs Ganze 186 Teile und herrsche – ein altes, aber sehr nützliches Sprichwort 188 Nichteinfache Tragwerke 192 Beispiel 192 Gesamtsystem 193 Teilsysteme 194 Matrizenschreibweise 197 Räumliche Tragwerke 198 Beispiel: Portalkran 199 Beispiel: Container an Traverse 200 Beispiel: Kiste auf Palette 203 Übungen 209 Einfaches Tragwerk 209 Mars-Rover Curiosity 209 Ölpumpe 210 Basketballkorb 210 Kapitel 11 Schnittreaktionen: die Computertomografie der Statik 213 The Name of the Game 213 Definition 213 Räumliches Beispiel 216 Einfache Tragwerke 218 Belastung durch Einzelkraft 218 Träger mit Streckenlast 225 Von der Makro- zur Mikroskopie 230 Differenzielle Betrachtung 230 Beispiel: BauTeil unter Eigengewicht 232 Randbedingungen 234 Plötzliche Belastungsänderungen 234 Nichteinfache Tragwerke 235 Ersatzmodell und Lagerreaktionen 235 Schnittreaktionen 238 Gekrümmte Abschnitte 242 Ein feines Kochrezept 246 Übungen 247 Einzelträger 247 Sprungbrett 247 Absperrhahn 248 Streckenlast 248 Kran 249 Rahmentragwerk 249 Kapitel 12 Virtuelle Arbeit 251 Prinzip der minimalen Energie 251 Arbeit und potenzielle Energie 252 Beispiel 252 Stabilität von Gleichgewichtslagen 255 Standardlösung 255 Virtuelle Arbeit 257 Beispiel: Einzelne Stabkräfte 257 Beispiel: Einzelne Lagerreaktionen 260 Übungen 262 Einfaches Fachwerk 262 Gelenkträger 262 Teil IV: Reibung 263 Kapitel 13 Kontakt und Reibgesetze 265 Kontaktkraft 265 Reibgesetze und Reibungsungleichung 267 Unterschiedliche Berührebenen 269 Gleichgewicht mit Kontaktkräften 270 Übungen 271 Sonnenliege 271 Schubkarren auf schiefer Ebene abgestellt 272 Platte an Rolle gelehnt 272 Leiter auf Treppe 273 Kapitel 14 Statisch bestimmte Systeme 275 Einsetzende Bewegung 275 Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 275 Teilschritt 2a: Abheben 277 Teilschritt 2b: Kippen 278 Zwischenbilanz 279 Teilschritt 2c: Reibungsungleichung 280 Erforderliche Reibwerte 282 Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 282 Schritt 2: Reibungsungleichung 284 Gleichgewichtsbereiche 286 Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 287 Schritt 2: Reibungsungleichung 288 Reibungskegel 288 Selbsthemmung 289 Schritt 1: Ersatzsystem, Gleichgewicht und Lagerreaktionen 289 Schritt 2: Reibungsungleichung 291 Fazit 292 Übungen 292 Sonnenliege, Schubkarre, Leiter, Platte 292 Platte auf Platte 292 Kabeltrommel 293 Abgestützte Platte 293 Werbetafel 294 Kapitel 15 Statisch überbestimmte Systeme 295 Die Leiter an der Wand: das klassische Beispiel 295 Ersatzsystem 295 Gleichgewichtsbeziehungen 296 Sonderfall: rauer Boden und glatte Wand 297 Sonderfall: glatter Boden und raue Wand 298 Grenzbetrachtung: rauer Boden und raue Wand 298 Eine Klemmvorrichtung 300 Ersatzsystem 300 Gleichgewicht 301 Sonderfall: glatte Wand und rauer Bügel 301 Grenzbetrachtung: Quader rutscht nach unten 304 Grenzbetrachtung: Quader wird nach oben gezogen 305 Übungen 306 Muffe 306 Walze mit Stab 307 Hubtisch 307 Kapitel 16 Seid umschlungen: die Seilreibung 309 Grundgleichung 309 Riemenantrieb 314 Bandbremse 315 Übungen 318 Wurzelstock 318 Bergsteiger 318 Lampe 319 Riementrieb 320 Bandbremse 320 Teil V: Top-Ten Teil 321 Kapitel 17 Die ersten zehn Schritte vom Statik-Dummy zum Statik-Expert 323 Kapitel 18 Zehn Tipps zur Lösung von Statikaufgaben 327 Anhang A: Lösungen 331 Kapitel 1 331 Kapitel 2 331 Zahlenbeispiel 331 Antennenmast 332 Kranausleger 332 Kapitel 3 333 Konstruktion 333 Handbohrer 334 Inbus-Schlüssel 334 Kapitel 4 335 Schaukel 335 Kraftmessung 336 Sattelzug 336 Kapitel 5 337 U-Profil 337 Behälter 338 Muldenkipper 338 Rohrstutzen 338 Kapitel 6 339 Träger mit Kragarm 339 Verschiedene Belastungssfälle 340 Verschiedene Lagerungsfälle 341 Kapitel 7 341 Flaschenzug 341 Seilbahngondel 341 Kiste mit Deckel 341 Kapitel 8 342 Einfaches Fachwerk 342 Nichteinfaches Fachwerk 342 Abspannmast 342 Räumliches Fachwerk 343 Kapitel 9 344 Gewicht an Kette und Seil 344 Abgestützter Kragarm 344 Tennisnetz 345 Kapitel 10 345 Einfaches Tragwerk 345 Marsrover Curiosity 345 Ölpumpe 346 Basketballkorb 347 Kapitel 11 349 Einzelträger 349 Sprungbrett 349 Absperrhahn 350 Streckenlast 350 Kran 351 Rahmentragwerk 351 Kapitel 12 351 Einfaches Fachwerk 351 Gelenkträger 352 Kapitel 13 353 Sonnenliege 353 Schubkarren auf schiefer Ebene abgestellt 353 Platte an Rolle gelehnt 353 Leiter auf Treppe 354 Kapitel 14 354 Sonnenliege, Schubkarre, Leiter, Platte 354 Platte auf Platte 355 Kabeltrommel 355 Abgestützte Platte 355 Werbetafel 356 Kapitel 15 356 Muffe 356 Walze mit Stab 356 Hubtisch 357 Kapitel 16 357 Bergsteiger 357 Lampe 357 Riementrieb 357 Bandbremse 357 Anhang B: Zusätzliche Aufgaben oder auch Fifty Shades of Hard Work 359 Stichwortverzeichnis 387

About the Author :
Georg Rill ist Professor an der OTH Regensburg mit den Lehrgebieten Technische Mechanik, Fahrzeugdynamik und Mehrkörpersimulation. Er hat an der TU München Maschinenbau studiert, wurde an der Universität Stuttgart im selben Fach promoviert und war Fachreferent für Fahrzeugdynamik bei der Daimler AG.

Review :
"... Übersichtlich strukturiert, fein gegliedert und gut zum Selbststudium geeignet. ...ein gründlicher Einstiegskurs..." (EKZ 29. Juli 2019)