Statisches Gleichgewicht und Elastizität (Physik)

Wiederholungskarten zum statischen Gleichgewicht starrer Körper und zu Spannung, Dehnung und Elastizität. Das statische Gleichgewicht erfordert null lineare und null Winkelbeschleunigung: Die erste Bedingung setzt die Vektorsumme der äußeren Kräfte auf null (Translationsgleichgewicht), die zweite die Summe der äußeren Drehmomente um eine beliebige Achse auf null (Rotationsgleichgewicht), beides zugleich. Für die Rotation um eine feste z-Achse reduzieren sich die sechs skalaren Gleichungen auf drei, der Betrag des Drehmoments ist r F sin(theta), der Drehpunkt darf frei gewählt werden, und das Gewicht wirkt im Schwerpunkt. Lösen von Gleichgewichtsaufgaben: Freikörperbilder mit den Kräften an ihren tatsächlichen Angriffspunkten, Wahl des Drehpunkts zum Eliminieren einer Unbekannten, statisch unbestimmte Fälle sowie die beteiligten Normal-, Reibungs-, Zug- und Gelenkkräfte. Spannung ist Kraft pro Flächeneinheit und Dehnung ist die dimensionslose relative Verformung; im linearen Bereich gilt Spannung = Elastizitätsmodul mal Dehnung, gemessen in Pascal. Zug-, Druck-, Kompressions- und Schubspannung sowie -dehnung definieren den Elastizitätsmodul (Young-Modul), den Kompressionsmodul und den Schubmodul. Elastizität, die Proportionalitäts- und Elastizitätsgrenze, das Hookesche Gesetz, der plastische Bereich, die bleibende Verformung und die Bruchspannung.