Tutorium der Grund- und Angleichungsvorlesung Physik. Verformung.

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2 Tutorium der Grund- und Angleichungsvorlesung Physik. Verformung.
WS 18/19 | 1. Sem. | B.Sc. LM-Wissenschaften Diese Präsentation ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung – Nicht-kommerziell – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

3 Themen 0. Einführung, Umrechnen von Einheiten / Umformen von Formeln
Kinematik, Dynamik Arbeit, Energie, Leistung Reibung Wärme Verformung (Technische Mechanik) Rotation Impuls Trägheitsmoment Schwingung Elektrizität Optik | | Physik LM-Wissenschaften | Tutorium der Grund- und Angleichungsvorlesung Physik | Großmann |

4 4 5. Verformung | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

5 5.1 Verformung 1: Aufgabe (*)
Es gibt verschiedene Arten der Verformung. Welche sind Ihnen bekannt? Nennen Sie Beispiele für Normalspannung und Tangentialspannung! Es gibt verschiedene Stärken von Verformung. Welche sind dies? Nennen Sie auch einige Eigenschaften dieser Verformungen. | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

6 5.1 Verformung 1: Lösungen Druck, Schub, Zug, Torsion, Biegung
Normalspannung: Zug Druck Tangentialspannung: Schub Torsion Elastische Verformung: die Verformung ist reversibel, es findet keine Energieumwandlung in Wärme statt, jeder Körper lässt sich bis zu einem bestimmten grad elastisch verformen. plastische Verformung: die Verformung ist irreversibel Bruch: die Plastizitätsgrenze wurde überschritten oder es fand eine wiederholte Verformung statt | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

7 5.2 Verformung 2: Aufgabe (*)
Was ist Zugspannung? Was ist Druckspannung? Was ist Schubspannung? | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

8 5.2 Verformung 2: Lösung Bei der Zugspannung wird ein Körper verlängert. Der Durchmesser wird verringert und das Volumen wird vergrößert. Es findet eine Volumenänderung statt. Bei erhöhtem Druck verringert sich das Volumen. Bei niedrigerem Druck erhöht sich das Volumen. Torsion und Scherung gehören zur Schubspannung. An den Körper greift tangential eine Kraft an. Die Gestalt des Körpers wird verändert. Das Volumen bleibt gleich. | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

9 5.3 Kupferkugel: Aufgabe (**)
Auf eine Kugel mit K = 1,4 * 1011 N/m² wirkt ein Druck von P = bar. Wie groß ist die absolute Volumenänderung, wenn das Ausgangsvolumen V0 = 10 m³ beträgt? Wie groß ist die relative Volumenänderung? Wie groß ist das Gesamtvolumen VGes? | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

10 5.3 Kupferkugel: Lösung a. | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

11 5.3 Kupferkugel: Lösungen b. und c.
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12 5.4 Kupferdraht: Aufgabe (*)
Ein Kupferdraht mit einer Querschnittsfläche von A = 0,8 mm² und einer Länge von L0 = 80 cm hat ein Elastizitätsmodul von E = 1,26 *1011 N/m². Auf diesen Draht wirkt eine Kraft von F = 800 N, die ihn in die Länge zieht. Wie groß ist der Durchmesser? Wie groß ist die Zugspannung? Um wie viel Prozent wird der Draht verlängert? Wie verändert sich der Durchmesser (Querkontraktion)? Hinweis: μ= 0,35 | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

13 5.4 Kupferdraht: Lösung a. | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

14 5.4 Kupferdraht: Lösungen b. und c.
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15 5.4 Kupferdraht: Lösung d. | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

16 5.5 Sprung von der Brücke: Aufgabe
Beim Sprung von der Europabrücke wird nach einem freien Fall das Gummiseil von s = 40 m auf 170 m gedehnt. Berechnen Sie die Geschwindigkeit v nach dem Fall von 40 m. Berechnen Sie die Verzögerung a , wenn der Fall nach 170 m gestoppt ist. Welche Größen benötigen Sie noch, um das richtige Gummiseil für die Person zu wählen? | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

17 5.5 Sprung von der Brücke: Lösung a.
17 5.5 Sprung von der Brücke: Lösung a. | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

18 5.5 Sprung von der Brücke: Lösungen b. und c.
Länge des Seils Längenveränderung Gewicht der Person E-Modul (Materialkonstante) des Gummiseils Zugspannung Sicherheitshalber: Festigkeitsgrenze des Gummibands | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

19 5.6 Messingdraht: Aufgabe (**)
Ein Körper mit einer Masse m = 100 kg hängt an einem Messingdraht, der unbelastet eine Länge l = 2,0 m und einen Durchmesser d = 2,0 mm hat. Um welche Länge in mm dehnt er sich durch die Belastung? Hinweis: Elastizitätsmodul von Messing E = 1,03•1011 Pa | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

20 5.6 Messingdraht: Lösung (I)
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21 5.6 Messingdraht: Lösung (II)
Zur weiteren Rechnung im TR speichern! Sonst können Rundungs-fehler entstehen ! | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

22 5.6 Messingdraht: Lösung (III)
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23 5.7 Kupferdraht 2: Aufgabe (**)
23 5.7 Kupferdraht 2: Aufgabe (**) Ein Kupferdraht mit einer Ausgangslänge l = 10 m erfährt eine Längenänderung ∆l = 8 mm. Wie groß ist die mechanische Spannung in MPa im Kupferdraht bei einem Elastizitätsmodul ECu=1,2•1011 Pa? | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

24 5.7 Kupferdraht 2: Lösung | | Tutorium Physik LM-Wissenschaften | Verformung | Großmann |

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