Dynamik

In der Mechanik soll der Studierende lernen, ein ingenieurwissenschaftliches Problem auf ein mathematisches Modell abzubilden, dieses mit mathematischen Methoden zu analysieren und das Ergebnis in die Sprache des Ingenieurs zurück zu übersetzen. Dabei bereitet die Dynamik dem Anfänger oft größere Schwierigkeiten als beispielsweise die Elastomechanik oder die Statik, da neben den Kraftbegriff der Mechanik zusätzlich kinematische Größen treten, welche sowohl untereinander als auch mit den Kraftgrößen richtig verknüpft werden müssen. Eine Vielzahl der hier behandelten Aufgaben lässt sich in verschiedenen Klassen einteilen, die jeweils mit den gleichen Lösungsmethoden angegangen werden können. Zu jedem Aufgabentyp werden die Begriffe der Dynamik erläutert. Dabei werden die Methoden und Lösungsschemata bereitgestellt und an einem Beispiel exemplarisch vorgeführt. Dies umfasst die kinematischen Grundlagen zur Beschreibung von Bewegungen sowie das Aufstellen von Drall- und Impulsbilanzen speziell für ebene Probleme. Weitere Schwerpunkte bilden das methodische und effiziente Vorgehen zum Aufstellen er Bewegungsgleichungen von Schwingungsaufgaben und die dabei notwendige Bestimmung von Rückstellkräften mit Hilfe des Satzes von Castigliano sowie die Bewegung von quasi-eindimensionalen Kontinua. Die dieser Arbeit beigefügten Musterlösungen enthalten neben vielen Skizzen auch ausführliche Kommentare, die in die Lösungswege integriert sind. Dadurch werden auch komplizierte mechanische bzw. dynamische Sachverhalte verständlich und die Lösung ist für den Leser nachvollziehbar. Die vorgestellten Lösungsalgorithmen ermöglichen es Studierenden, auch eigene Probleme mit Erfolg zu bearbeiten und zu lösen.