Nachhilfe für technische Schulen (HTL, FH....)

7.) Mechanik,

 

   

Die Mechanik ist ältestes und grundlegendes Teilgebiet der Physik.

 

einige Themen:

 

 -   Biegespannungen :  Bsp. Querträger mit mehreren Lasten

              Balkenbiegung durch Einzellast  Balkenbiegung durch Einzellast

 

 

 

 

 -   Torsion und zusammengesetzte Beanspruchung ( Torsion + Biegung )

        
Bildergebnis für torsion

 

 

 

 

 -   Abscherung

   

 

 

 -   Hydromechanik: Strömungen,  Bernoulli-Gleichung, Ausflussgeschwindigkeit

       

 

frac{v^2}{2 g} + frac{p}{rho g} + z = text{const.}         Bernoulli-Gleichung

Bei der stationären (zeitlich sich nicht verändernden) Bewegung einer idealen (reibungsfreien) Flüssigkeit, die nur der Schwerkraft unterworfen ist, gilt für alle Punkte einer Stromlinie, dass die Summe aus Geschwindigkeitshöhe und Druckhöhe und geodätischer Höhe konstant ist.

 

 

 

 

 -   zusammengesetzte Beanspruchung  ( Torsion + Biegung )

      

 

 

 

 -   Kräftezerlegung, Schwerpunkt, Kippmoment

           

 

 

 

 

 -   Mechanik der Rotation:  Drehmomente, Winkelgeschwindigkeit,  Winkelbeschleunigung,  Trägheitsmoment I,  Rechenbeispiele

           

 

 

 -  Seilberechnung

         

 

 -  Knickung

 

 

 -  Mechanik der Translation: 

                   Geschwindigkeit,Beschleunigung,Newton'sche  Axiome

 

 

 

 -  Zahnräder, Evolventenverzahnung, Modul, Übersetzung, Rechenbeispiele

            

 

 

 -  Energieerhaltungssatz :

Energieerhaltungssatz in der Thermodynamik,  Energieerhaltungssatz in der Elektrodynamik, Energieerhaltungssatz in der Newtonschen Mechanik, Energieerhaltungssatz in der Quantenmechanik

Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt konstant.

 

 

 

 -  die schiefe Ebene:    Reibkraft, Normalkraft, Hangabtriebskomponente

             Schiefe Ebenen mit einem Neigungswinkel α.Rot ist die Gewichtskraft und ihre Zerlegung in die Komponenten, grün sind die Kontaktkräfte zwischen Körper und UnterlageSchiefe Ebenen mit einem Neigungswinkel α.
Rot ist die Gewichtskraft und ihre Zerlegung in die Komponenten, grün sind die Kontaktkräfte zwischen Körper und Unterlage

 

 

 

 

 -  Mechanik der Translation: Geschwindigkeit, Beschleunigung, Impuls und Masse

         

 

 

 -  der schiefe Wurf  (Steigzeit, Steighöhe, Wurfweite, Wurfparabel)

             

 

 

 

 

 -  Carnot-Prozeß:

             Carnot-Prozess im p-V-Diagramm mit einem idealen Gas als Arbeitsmedium p-V-Diagramm des Carnot-Prozesses

isotherme Kompression,  isentrope Kompression, isotherme Expansion, isentrope Expansion, ideale Wärmepumpe und ideale Kältemaschine

 

 

 

 

 

Polytrope Prozesse:

 

 

Polytrop bezeichnet die allgemeine Form einer thermodynamischen Zustandsänderung eines idealen Gases, für die pV^{n}=mathrm{const} gilt. Dabei wird n auch Polytropenexponent genannt.

Die Sonderfälle der polytropen Zustandsänderung sind:

 
  • n = 0 : isobar
  • n = 1 : isotherm
  • n → ∞ : isochor
  • n = kappa = frac{c_{p}}{c_{V}} : isentrop oder auch adiabat-reversibel
  • n > kappa  : Wärmeabfuhr bei Kompression
  • n < kappa  : Wärmezufuhr bei Kompression

   
Spezialfälle der polytropen Zustandsänderung


Die Polytropie zeichnet sich durch eine feste Wärmekapazität aus, welche sich aus cp, cv und n ergibt.

 

 

 

 

- Hauptsätze der Wärmelehre:  Entropie,  Temperatur, Druck, innere Energie, Bilanz für das geschlossene Bilanz für offenen Systeme, thermodynamische System, Enthalpie, thermischer Wirkungsgrad

               Typischer thermodynamischer Vorgang am Beispiel der prinzipiellen Wirkungsweise eines durch Dampf betriebenen Motors (rot = sehr heiß, gelb = weniger heiß, blau = Endtemperatur des Mediums)  Typischer thermodynamischer Vorgang am Beispiel der prinzipiellen Wirkungsweise eines durch Dampf betriebenen Motors (rot = sehr heiß, gelb = weniger heiß, blau = Endtemperatur des Mediums)

 

 

 

 

 

Fortsetzung folgt .....