Mechanik

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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig. Weitere Bedeutungen sind unter Mechanik (Begriffsklärung) aufgeführt.

Die Mechanik (von griechisch μηxανικὴ τέxνη mechané, ‚Maschine‘, ‚Kunstgriff‘, ‚Wirkungsweise‘)[1][2] ist in den Naturwissenschaften und der Technik die Lehre von der Bewegung von Körpern sowie den dabei wirkenden Kräften. In der Physik wird unter Mechanik meist die klassische Mechanik verstanden. Im Teilgebiet der theoretischen Physik wird der Begriff oft abkürzend für die theoretische Mechanik verwendet. In den Ingenieurwissenschaften versteht man darunter meist die Technische Mechanik, die Methoden und Grundlagen der klassischen Mechanik nutzt zur Berechnung von Maschinen oder Bauwerken.

Viele moderne physikalische Theorien haben ihren Ursprung in der Mechanik, zählen jedoch meist nicht als Teilgebiet dieser. Für sehr hohe Geschwindigkeiten oder sehr große Massen muss die Mechanik um die spezielle bzw. die allgemeine Relativitätstheorie erweitert werden. Für sehr kleine Teilchen wird die Mechanik zur Quantenmechanik verallgemeinert. Sowohl die Relativitätstheorie als auch die Quantenmechanik enthalten die klassische Mechanik als Spezialfall. Für die genaue historische Entwicklung siehe Geschichte der Physik.

Unterteilung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Strukturierung der Mechanik unter dem Gesichtspunkt, welche Rolle die Kräfte bei der Betrachtung spielen

Die Mechanik kann grob in verschiedene Teilgebiete untergliedert werden: Die Kinematik befasst sich mit der Bewegung von Körpern und beschreibt vor allem die Bahnkurve, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Körpern, ohne dabei Masse oder Kräfte zu berücksichtigen. Die Dynamik erweitert die Beschreibung der Bewegungen durch die Masse und die wirkenden Kräfte. Die Dynamik wird häufig unterteilt in die Statik (Kräfte im Gleichgewicht) und die Kinetik (Kräfte nicht im Gleichgewicht). In der Technischen Mechanik[3] teilt man sie dagegen auch ein in Kinematik und Kinetik und fasst sie als Teilgebiet auf, das neben der Statik steht.

Zudem lassen sich spezielle Teilgebiete der Mechanik nach vielen verschiedenen Kriterien einteilen.[4]

Die oben schon beschriebene Einteilung nach der Berücksichtigung von Kräften ergibt:

  • Kinematik – ohne Berücksichtigung von Kräften
  • Dynamik – mit Berücksichtigung von Kräften

Eine Einteilung nach Aggregatszustand sieht wie folgt aus:

Die Einteilung nach Anwendungsgebiet führt zu:

Außerdem gibt es noch die

  • Kontinuumsmechanik – kontinuierlich ausgedehnte, verformbare Körper, mit der Unterteilung:
    • Mechanik elastischer Körper: Die Elastizitätstheorie behandelt elastische Verformungen, also Verformungen, die sich nach Rücknahme der verursachenden Kräfte zurückbilden wie bei einer Feder. Ein wichtiges Teilgebiet ist die Elastostatik für unbewegte Körper.
    • Mechanik plastischer Körper: Die Plastizitätstheorie behandelt plastische Verformungen, also Verformungen die sich nach Rücknahme der verursachenden Kräfte nicht zurückbilden, wie bei warmer Butter oder beim Schmieden.
    • Strömungsmechanik (Fluidmechanik) – Flüssigkeiten, Gase und Plasmen
  • Statistische Mechanik (auch Statistische Thermodynamik) – statistische Wechselwirkung vieler Massenpunkte, insbesondere zur Thermodynamik. Die statistische Mechanik ist ein Teilgebiet der Statistischen Physik.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wikibooks: Mechanik realer Körper – Lern- und Lehrmaterialien
 Wikibooks: Mechanik starrer Körper – Lern- und Lehrmaterialien
 Wikisource: Mechanik – Quellen und Volltexte
 Wiktionary: Mechanik – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Heinz Dieter Motz: Ingenieur-Mechanik: Technische Mechanik für Studium und Praxis.. Springer-Verlag, 8. März 2013, ISBN 978-3-642-95761-1, S. 1.
  2. Jürgen Mittelstraß: Die griechische Denkform: Von der Entstehung der Philosophie aus dem Geiste der Geometrie.. De Gruyter, 1. April 2014, ISBN 978-3-11-037062-1, S. 29.
  3. Sayir, Kaufmann: Ingenieurmechanik. Springer, 2015, 2. Auflage, S. 9.
  4. Mahnken: Technische Mechanik – Band 1 Statik. Springer, 2012, S. 5.