1 Technische Mechanik 3 Dynamik
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- Karin Sternberg
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1 Russell C. Hibbeler 1 Technische Mechanik 3 Dynamik 10., überarbeitete und erweiterte Auflage Übersetzung aus dem Amerikanischen: Georgia Mais Fachliche Betreuung und Erweiterungen: Jörg Wauer, Wolfgang Seemann PEARSON Studium ein Imprint von Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam
2 Inhaltsverzeichnis Einleitung Vorwort zur deutschen Ausgabe 10 Zum Inhalt 12 Neu in dieser Auflage 13 Hinweise zur Buchstruktur 13 Danksagung 16 Kapitel 1 Kinematik eines Massenpunktes Einführung Geradlinige Bewegung Geradlinige, bereichsweise definierte Bewegung Allgemeine räumliche Bewegung Auswertung in kartesischen Koordinaten Schiefer Wurf Auswertung in natürlichen Koordinaten Auswertung in Zylinderkoordinaten Abhängige Bewegung zweier Massenpunkte Relativbewegung in translatorisch bewegten Bezugssystemen 73 Kapitel 2 Kinetik eines Massenpunktes: Bewegungsgleichung Newton'sche Gesetze der Bewegung Newton'sches Grundgesetz Prinzip von d'alembert Massenpunktsystem Auswertung in kartesischen Koordinaten Auswertung in natürlichen Koordinaten Auswertung in Zylinderkoordinaten Zentralkräfte und Himmelsmechanik 155 Kapitel 3 Kinetik eines Massenpunktes: Arbeit und Energie Arbeit einer Kraft Arbeitssatz Arbeitssatz für ein Massenpunktsystem Leistung und Wirkungsgrad Konservative Kräfte und potenzielle Energie Energieerhaltung Methode Energieintegral 220 g
3 INHALTSVERZEICHNIS Kapitel 4 Kinetik eines Massenpunktes: Impuls und Drehimpuls Impulssatz Impulssatz für ein Massenpunktsystem Impulserhaltung für ein System aus Massenpunkten Stoßvorgänge Drehimpuls Drehimpulssatz Drallsatz für Massenpunktsysteme 276 *4.8 Stationäre (eindimensionale) Strömungen Massenzu- und abfuhr 283 Kapitel W1 Wiederholung 1: Kinematik und Kinetik eines Massenpunktes 319 Kapitel 5 Ebene Kinematik eines starren Körpers Bewegung eines starren Körpers Translationsbewegung Rotation um eine feste Achse Kinematische Zusammenhänge bei der ebenen Bewegung eines Systems mit einem Freiheitsgrad Allgemein ebene Bewegung Geschwindigkeit Momentanpol Allgemein ebene Bewegung - Beschleunigung Relativbewegung in rotierenden Bezugssystemen 376 Kapitel 6 Ebene Kinetik eines starren Körpers: Bewegungsgleichungen Massenträgheitsmoment Bewegungsgleichungen Reine Translation Rotation um eine feste Achse Allgemein ebene Bewegung 455 Kapitel 7 Ebene Kinetik eines starren Körpers: Arbeit und Energie Kinetische Energie Arbeit einer Kraft Arbeit eines Kräftepaares Arbeitssatz Energieerhaltungssatz 508
4 Inhaltsverzeichnis Kapitel 8 Ebene Kinetik eines starren Körpers: Impuls und Drehimpuls Impuls und Drehimpuls Impulssatz Impuls- und Drehimpulserhaltung Exzentrischer Stoß 548 Kapitel W2 Wiederholung 2: Ebene Kinematik und Kinetik eines starren Körpers 567 Kapitel 9 Räumliche Kinematik eines starren Körpers Drehung um einen raumfesten Punkt Zeitableitungen in ruhenden und in bewegten Bezugssystemen Allgemein räumliche Bewegung Relativbewegung in allgemein bewegten Bezugssystemen 600 Kapitel 10 Räumliche Kinetik eines starren Körpers Massenträgheitsmomente Drehimpuls Kinetische Energie Bewegungsgleichungen Kreiselbewegung 656 *10.6 Kräftefreie Kreisel 662 *10.7 Systeme starrer Körper 666 Kapitel 11 Analytische Prinzipien Virtuelle Verrückungen, virtuelle Geschwindigkeiten Prinzip von d'alembert in Lagrange'scher Fassung Lagrange'sche Gleichungen 1. Art Lagrange'sche Gleichungen 2. Art 715 Kapitel 12 Schwingungen Schwinger mit einem Freiheitsgrad: Erscheinungsformen Freie ungedämpfte Schwingungen eines 1-Freiheitsgrad-Systems Energiemethoden beim Schwinger mit einem Freiheitsgrad Freie gedämpfte Schwingungen eines 1-Freiheitsgrad-Systems Erzwungene Schwingungen eines ungedämpften 1-Freiheitsgrad-Systems Erzwungene Schwingungen eines gedämpften 1-Freiheitsgrad-Systems Frequenzgangrechnung 785 *12.8 Analogien zum elektrischen Schwingkreis Schwingungen eines Systems mit mehreren Freiheitsgraden 790 *12.10 Schwingende Kontinua 799
5 INHALTSVERZEICHNIS Anhang A Mathematische Ausdrücke 821 Quadratische Gleichungen 822 Hyperbolische Funktionen 822 Trigonometrische Umformungen 822 Potenzreihenentwicklungen 822 Differenziationsregeln 822 Integrale 823 Anhang B Numerische und Computergestützte Rechnung 825 B.l Lineare algebraische Gleichungen 826 B.2 Simpson-Regel 827 B.3 Das Sekanten-Verfahren 829 B.4 Runge-Kutta-Verfahren 831 Anhang C Vektorrechnung 835 C.l Darstellung von Vektoren 836 C.2 Produkte von Vektoren 837 C.3 Differenziation und Integration von Vektorfunktionen 839 Anhang D Lösungen ausgewählter Aufgaben 841 Literatur 879 Register 881
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