Kinematik und Kinetik

Die Kinematik ist die Lehre von der Bewegung starrer Körper. Die Kinetik untersucht die Bewegung starrer Körper in Folge äußerer Lasten. Das Kapitel beginnt mit den Formeln zur Beschreibung von Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung beliebiger Körperpunkte. Es werden Regeln zum Auffinden des Momentanpols angegeben und dessen Anwendung zur Geschwindigkeitsbestimmung erläutert. Nach der Einführung grundlegender Begriffe wie Translation, Rotation, Arbeit, Energie und Leistung wird das Vorgehen zum Aufstellen der Bewegungsgleichung nach d’Alembert und mittels Arbeitssatz angegeben. Anhand eines Beispiels wird dieses Vorgehen auf Mehrkörpersysteme mit dem Freiheitsgrad 1 erweitert. Die Beschreibung von Systemen mit dem Freiheitsgrad >1 erfolgt mit Hilfe der Lagrangeschen Funktion. Die Ableitung der Lagrangeschen Gleichungen zweiter Art wird an einem Beispiel gezeigt. Der Abschnitt zur Analyse von Schwingungen basiert auf dem Einmassenschwinger. Für freie und erzwungene Schwingungen werden die Sonderfällte ungedämpfte und gedämpfte Schwingung betrachtet. Stoßvorgänge werden mittels Impulserhaltungssatz beschrieben. Die Sonderfälle gerader, zentrischer und gerader, exzentrischer Stoß sind im Detail dargestellt. Das Kapitel endet mit den Formeln zur Raumdynamik.