Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Basiswissen

• Grundlagen

  Hook’sches Gesetz: Verformung von Körpern durch Druck / Zug

  Piratenschiff von Captain Hook: Piratencrew verformt Knet-Masten durch Drücken / Ziehen

  An einem Körper angreifende Kräfte können zu einer Verformung dieses Körpers führen. Im menschlichen Körper kommen Verformungen ständig vor. Der Brustkorb verformt sich beim Atmen. Muskeln und Sehnen verformen sich bei jeder Bewegung. Diese Verformung kann mit dem Hook’schen Gesetz beschrieben werden.

• Grundlagen

  Zug am Festkörper bewirkt Dehnung

  Steuermann dehnt Fernrohr durch Auseinanderziehen

  Zug erzeugt an einem elastisch verformbaren Körper eine Dehnung. Zug wird manchmal auch “Zugspannung” genannt. Es dehnt sich dadurch.

• Grundlagen

  Dehnung = positive Längenänderung

  Grüner (positiver) Längenmesspfeil

  Der Zug an einem Gegenstand dehnt diesen. Er wird länger, sprich er erfährt eine positive Längenveränderung.

• Grundlagen

  Druck auf Festkörper bewirkt Stauchung

  Mit Bein staucht Steuermann Rum-Fass & drückt es zusammen

  Druck auf einen elastisch verformbaren Körper erzeugt Stauchung. Druck wird manchmal auch “Druckspannung” genannt.

• Grundlagen

  Stauchung = negative Längenänderung

  Roter (negativer) Längenmesspfeil

  Der Gegenstand, in unserem Fall das Fass, wird durch den Druck zusammengestaucht. Seine Länge nimmt ab, er erfährt also eine negative Längenänderung.

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Expertenwissen

• Formel > Elastizitätsmodul

  Einheit N/m²

  Hantel mit Newton-Perücke, abgegrenzt von Meterstab-Quadrat

  Der Elastizitätsmodul E hat die gleiche Einheit wie Zug und Druck, nämlich N/m² (Newton pro Quadratmeter). Es wird also angegeben, welche Kraft pro Fläche aufgebracht werden muss, um einen Gegenstand zu verformen.

• Formel > Ursprungslänge

  Δl/l manchmal auch als ε angegeben

  Enterhaken in Epsilon-Form

  Die relative Längenänderung Δl/l wird manchmal auch mit ε (“epsilon”) benannt. Falls ihr dies einmal so seht, wisst ihr jetzt, was dahintersteckt: ε = Δl/l

• Anwendungsbeispiel

  Druck bekannt, Elastizitätsmodul bekannt, Stauchung berechenbar

  Skelett-Schiffsjunge staucht sich den Arm, Piraten-Gesetzbuch daneben

  Ein Schiffsjunge stürzt vom Masten. Er fällt auf seinen Unterarm und übt dadurch einen Druck von 600 Millionen Pascal (0,6 GPa) auf seinen Radius-Knochen aus. Der Elastizitätsmodul des Knochens ist E = 15 Mrd. Pascal. Wie groß ist die Stauchung des Knochens?

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