Online Nachhilfe Technische Mechanik

Online Nachhilfe Technische Mechanik

Herzlich Willkommen Liebe Studentin und Lieber Student. Auf diesen Seiten findest ihr viel Material zu euren Prüfungen in Technischer Mechanik. Ihr findet Skripte, Klausuren sowie auch Übungsaufgaben. Zusätzlich habt ihr auch die Möglichkeit Online Nachhilfe Technische Mechanik bei geprüften Lehrern zu buchen. Natürlich können auch Lehrer, Nachhilfelehrer und Dozenten diese Unterlagen zur Vorbereitung des Unterrichts nutzen.

Online Nachhilfe Technische Mechanik

Technische Mechanik ist ein zentraler Bestandteil der Ingenieurwissenschaften und beschäftigt sich mit der Anwendung der Grundlagen der Mechanik auf technische Systeme. Dazu gehören beispielsweise die Berechnung von Lasten und Spannungen in Bauteilen, die Untersuchung von Schwingungen und Stabilität von Konstruktionen sowie die Simulation von Bewegungsabläufen.

Ein wichtiger Schwerpunkt der Technischen Mechanik ist die Festigkeitslehre, welche sich mit der Bestimmung von Spannungen und Deformationen in Bauteilen und Materialien beschäftigt. Diese Kenntnisse sind von entscheidender Bedeutung für die Konstruktion von sicheren und tragfähigen Bauwerken, Maschinen und Geräten.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Dynamik, welche sich mit der Untersuchung von Bewegungsabläufen und Schwingungen in technischen Systemen befasst. Diese Kenntnisse sind von großer Bedeutung für die Entwicklung von Maschinen und Anlagen, die unter dynamischen Belastungen arbeiten, wie z.B. in der Automobil- und Flugzeugindustrie.

Eine weitere wichtige Anwendungsgebiet der Technischen Mechanik ist die Strömungsmechanik, welche sich mit der Untersuchung von Strömungsvorgängen in Fluiden beschäftigt. Diese Kenntnisse sind von großer Bedeutung für die Entwicklung von Flugzeugen, Schiffen, Kraftwerken und anderen Anlagen, die mit Flüssigkeiten oder Gasen arbeiten.

Insgesamt bietet die Technische Mechanik eine breite Palette an Werkzeugen und Methoden zur Analyse und Optimierung von technischen Systemen. Es ist ein wichtiger Bestandteil der Ingenieurwissenschaften und eine unverzichtbare Grundlage für die Entwicklung zukunftsorientierter Technologien.

Technische Mechanik und die Teilgebiete

Themen die in der Technischen Mechanik unterrichtet werden:

  • Kinematik
  • Die Kraft
  • Kraftübertragung zwischen einzelnen Körpern
  • Das Gleichgewicht
  • Auflager- und Schnittkräfte
  • Bestimmung von Auflagereaktionen
  • Gleichgewichtsbetrachtungen in Fachwerken
  • Gleichgewichtsbetrachtungen am Balken
  • Gleichgewichtsbetrachtungen in Rahmentragwerken
  • Gleichgewichtsbetrachtungen in Bogentragwerken
  • Stabilität an starren Systemen
  • Mehrachsige Spannungszustände
  • Das Elastizitätsgesetz
  • Anwendung des Elastizitätsgesetzes auf stabförmige Strukturen
  • Normalkraftstab mit Verbundquerschnitten
  • Balkenbiegung
  • Stabtragwerke mit nichtlinearem Materialverhalten
  • Biegelinie

Grundbegriffe der Technischen Mechanik

Die Kraft: Eigenschaften und Darstellung der Kraft, der starre Körper, Einteilung der Kräfte, Schnittprinzip, Wechselwirkungsgesetz, Dimension und Einheiten, Lösung statischer Probleme, Genauigkeit
Kräfte mit gemeinsamem Angriffspunkt: Zusammensetzung von Kräften in der Ebene, Zerlegung von Kräften in der Ebene, Komponentendarstellung, Gleichgewicht in der Ebene, Beispiele ebener zentraler Kräftegruppen, zentrale Kräftegruppen im Raum
Allgemeine Kraftsysteme und Gleichgewicht des starren Körpers: Allgemeine Kräftegruppen in der Ebene, allgemeine Kräftegruppen im Raum
Schwerpunkt: Schwerpunkt einer Gruppe paralleler Kräfte, Schwerpunkt und Massenmittelpunkt eines Körpers, Flächenschwerpunkt, Linienschwerpunkt
Lagerreaktionen: Ebene Tragwerke, Räumliche Tragwerke, Mehrteilige Tragwerke
Fachwerke: Statische Bestimmtheit, Aufbau eines Fachwerks, Ermittlung der Stabkräfte
Balken, Rahmen, Bogen: Schnittgrößen, Schnittgrößen am geraden Balken, Schnittgrößen bei Rahmen und Bogen, Schnittgrößen bei räumlichen Tragwerken
Haftung und Reibung: Grundlagen, die Coulombschen Reibungsgesetze, Seilhaftung und Seilreibung
Arbeit: Arbeitsbegriff und Potential, Arbeitssatz, Gleichgewichtslage der Kräfte bei beweglichen Systemen, Ermittlung von Reaktions- und Schnittkräften, Stabilität einer Gleichgewichtslage
Bewegung eines Massenpunktes: Kinematik, Kinetik
Kinetik eines Systems von Massenpunkten: Grundlagen,(<- Mein Hauptproblem) Schwerpunktsatz, Momentensatz, Arbeitssatz und Energiesatz, zentrischer Stoß, Körper mit veränderlicher Masse
Bewegung eines starren Körpers: Kinematik, Kinetik der Rotation um eine feste Achse, Kinetik der ebenen Bewegung, Kinetik der räumlichen Bewegung
Schwingungen: Grundbegriffe, freie Schwingungen, erzwungene Schwingungen, Systeme mit zwei Freiheitsgraden-
Drehdurchführung Druckluft

Online Nachhilfe Technische Mechanik für die Universitäten:

Finde hier Materialen und speziell für Deine Universität. Oder buche direkt einen Online Nachhilfe Lehrer.

  • RWTH Aachen (Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen)
  • Hochschule Bochum (University of Applied Sciences)
  • TU Darmstadt (Technische Universität Darmstadt)
  • Technische Mechanik TU Dortmund
  • Technische Akademie Esslingen
  • TU Graz (Technische Universität Graz)
  • Universität Innsbruck
  • Johannes Keppler Universität Linz
  • Fachhochschule München
  • Hochschule München
  • Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (HTW)
  • Fachhochschule Wiener Neustadt
  • TU Wien (Technische Universität Wien)
  • Fachhochschule Würzburg Schweinfurt
  • Bergische Universität Wuppertal

Technische Mechanik für die Studiengänge:

  • Bauingenieurwesen
  • Holztechnologie & Holzbau
  • Ingenieurwesen
  • Medizin
  • Verkehrs- und Maschinensysteme
  • Windingenieurwesen
  • Wirtschaftsingenieurwesen

Online Hausaufgabe Technische Mechanik

Aufgabe 1: Stabilität (10 Punkte)

(a) Bitte erläutern Sie die Begriffe „labiles Gleichgewicht“ und „stabiles Gleichgewicht“.

Das labile Gleichgewicht bezieht sich auf eine Situation, in der ein System nur geringe Änderungen in den externen Bedingungen toleriert, bevor es in einen anderen Zustand übergeht. Ein Beispiel hierfür kann ein Flugzeug sein, das in der Luft fliegt. Das Flugzeug befindet sich in einem labilen Gleichgewicht, da es bestimmte Parameter wie die Geschwindigkeit und die Winkelstellung des Flugzeugs aufrechterhalten muss, um in der Luft zu bleiben. Wenn diese Parameter nur geringfügig verändert werden, kann das Flugzeug abstürzen.

Das stabile Gleichgewicht hingegen bezieht sich auf eine Situation, in der ein System in der Lage ist, externe Änderungen zu tolerieren und dennoch in einem stabilen Zustand zu bleiben. Ein Beispiel hierfür kann ein Schaukelpferd sein, das auf einer Schaukel angebracht ist. Das Schaukelpferd befindet sich in einem stabilen Gleichgewicht, da es in der Lage ist, sich auf der Schaukel zu bewegen und dennoch immer wieder in die Ausgangsposition zurückkehrt. Auch wenn es geschaukelt wird, bleibt es stabil.

(b) Bitte erläutern Sie die Begriffe „positive Rückkopplung“ und „negative Rückkopplung“.

„Positive Rückkopplung“ beschreibt einen Prozess, bei dem eine Veränderung in einem System zu einer weiteren Verstärkung dieser Veränderung führt. Ein Beispiel dafür wäre ein Lautsprecher, bei dem die Ausgabe des Tons das Signal für die Mikrophone zurück in den Lautsprecher schickt und somit den Ton verstärkt.

„Negative Rückkopplung“ beschreibt hingegen einen Prozess, bei dem eine Veränderung in einem System zu einer Verringerung oder sogar Annullierung dieser Veränderung führt. Ein Beispiel dafür wäre ein Thermostat, bei dem die Erhöhung der Raumtemperatur das Signal zur Abschaltung des Heizgeräts auslöst, um die gewünschte Raumtemperatur zu halten.

Aufgabe 2: Übersteuerung (10 Punkte)

(a) Bitte erläutern Sie den Prozess der Rückkopplungs-Schwingung.

Rückkopplungs-Schwingungen sind ein Phänomen, das in vielen Systemen auftreten kann, darunter in technischen, biologischen und sozialen Systemen. Es bezieht sich auf die Interaktion zwischen verschiedenen Teilen eines Systems, bei der die Auswirkungen der Aktionen eines Teils auf ein anderes Teil des Systems zurück gekoppelt werden und so das Verhalten des gesamten Systems beeinflussen.

Im Falle einer positiven Rückkopplung wird das Ausgangssignal des Systems verstärkt, was zu einer Verstärkung des Eingangssignals führt. Dies führt zu einer Schwingung, die sich immer weiter verstärkt, bis das System instabil wird. Ein Beispiel für eine positive Rückkopplung ist das Verhalten einer Lautsprecherbox, die ein Feedback erzeugt, wenn das Mikrofonsignal zu laut ist.

Im Falle einer negativen Rückkopplung wird das Ausgangssignal des Systems gedämpft, was zu einer Dämpfung des Eingangssignals führt. Dies führt zu einer Schwingung, die sich immer weiter dämpft, bis das System stabil wird. Ein Beispiel für eine negative Rückkopplung ist das Verhalten einer Regelung in einer Heizungsanlage, die die Raumtemperatur überwacht und die Wärmezufuhr entsprechend reguliert.

Ein labiles Gleichgewicht ist ein Zustand, in dem ein System anfällig für kleine Veränderungen ist und schnell in einen instabilen Zustand übergehen kann. Ein stabiles Gleichgewicht ist hingegen ein Zustand, in dem ein System resistent gegen Veränderungen ist und sich selbst regulieren kann, um eine stabile Umgebung aufrechtzuerhalten.

(b) Bitte erklären Sie, wie Überdämpfung zustande kommt

Überdämpfung ist ein Phänomen, das in Schwingungssystemen auftritt, insbesondere in mechanischen und elektronischen Systemen. Es bezieht sich auf die Tatsache, dass ein Schwingungssystem, das anfangs durch Energie angetrieben wird, nach einer Weile immer langsamer wird und schließlich zum Stillstand kommt.

Der Prozess der Überdämpfung erfolgt aufgrund von Reibung, Luftwiderstand und anderen Faktoren, die die Energie des Schwingungssystems absorbieren. Diese Faktoren verursachen eine Abnahme der Energie des Systems und somit eine Abnahme der Schwingungsgeschwindigkeit.

Es gibt verschiedene Arten von Dämpfung, wie beispielsweise die kritische Dämpfung und die Unterdämpfung. Die kritische Dämpfung ist die Dämpfungsrate, bei der ein Schwingungssystem am schnellsten zum Stillstand kommt. Unterdämpfung ist die Dämpfungsrate, bei der ein Schwingungssystem am langsamsten zum Stillstand kommt.

In der Regel wird Überdämpfung in Systemen als unerwünscht angesehen, da es die Leistung und Effizienz des Systems beeinträchtigen kann. Um Überdämpfung zu vermeiden oder zu reduzieren, können verschiedene Methoden wie die Verwendung von Schmierstoffen, die Verringerung der Reibung und die Verwendung von Dämpfungselementen verwendet werden.

Aufgabe 3: Kybernetische Regelung (10 Punkte)

(a) Welche Rückkopplungen benötigt eine kybernetische Regelung?

Eine kybernetische Regelung benötigt sowohl negative als auch positive Rückkopplungen. Negative Rückkopplungen dienen dazu, Abweichungen von einem Sollwert zu reduzieren und das System zurück in den gewünschten Zustand zu bringen. Positive Rückkopplungen hingegen dienen dazu, Abweichungen von einem Sollwert zu verstärken und das System in einen neuen Zustand zu bringen. Beide Arten von Rückkopplungen sind wichtig, um ein System stabil zu halten und Abweichungen von einem gewünschten Zustand schnell und effektiv zu korrigieren.

(b) Warum werden diese benötigt?

Eine kybernetische Regelung benötigt sowohl positive als auch negative Rückkopplungen, um eine gewünschte Ausgabe oder Zustand zu erreichen und zu stabilisieren. Positive Rückkopplungen werden verwendet, um die Ausgabe in die gewünschte Richtung zu verstärken, während negative Rückkopplungen verwendet werden, um die Ausgabe zu dämpfen und zu stabilisieren.

Die Verwendung von Rückkopplungen ermöglicht es der Regelung, Abweichungen von einem gewünschten Zustand zu erkennen und entsprechende Korrekturen vorzunehmen, um den Zustand wieder auf die gewünschte Werte zu bringen. Ohne diese Rückkopplungen wäre die Regelung unfähig, Abweichungen zu erkennen und darauf zu reagieren, was zu instabilen und unvorhersehbaren Ergebnissen führen könnte.

Aufgabe 4: Stabilisierte Prozesse beim Menschen (10 Punkte)

(a) Erläutern Sie fünf Bewegungs-Abläufe im labilen Gleichgewicht, deren Rückkopplungs-Regelung der Mensch erst mühsam erlernen muss (denken Sie z.B. an verschiedene Sportarten).

  1. Balancieren auf einem Skateboard: Das Balancieren auf einem Skateboard erfordert eine ständige Anpassung der Körperspannung und Bewegungen, um das Gleichgewicht zu halten. Rückkopplungs-Regelung ist hierbei unerlässlich, um das Gleichgewicht zu halten und die Bewegungen zu steuern.
  2. Ski fahren: Ski fahren erfordert eine präzise Steuerung der Skier, um das Gleichgewicht zu halten und die Richtung zu kontrollieren. Rückkopplungs-Regelung ist hierbei entscheidend, um die Bewegungen des Körpers und der Skier miteinander abzustimmen.
  3. Akrobatik: Akrobatik erfordert eine hohe Körperbeherrschung und präzise Bewegungen, um die komplexen Figuren auszuführen. Rückkopplungs-Regelung ist hierbei wichtig, um die Bewegungen des Körpers zu steuern und das Gleichgewicht zu halten.
  4. Segeln: Segeln erfordert eine ständige Anpassung der Segelstellung und Steuerung, um das Boot sicher durch die Wasser zu navigieren. Rückkopplungs-Regelung ist hierbei unerlässlich, um die Bewegungen des Bootes und die Windverhältnisse zu kontrollieren.
  5. Jonglieren: Jonglieren erfordert eine hohe Koordination und rasche Reaktionsfähigkeit, um die Gegenstände in der Luft zu halten. Rückkopplungs-Regelung ist hierbei entscheidend, um die Bewegungen der Hände und Augen abzustimmen und die Gegenstände im Gleichgewicht zu halten.

(b) Erläutern Sie fünf stabilisierte physiologische Parameter, für die im menschlichen Körper bzw. in dessen Zellen ein Regelungs-Mechanismus schon fest eingebaut ist.

  1. Körpertemperatur: Der menschliche Körper hat ein internes Thermostat-System, das dafür sorgt, dass die Körpertemperatur im optimalen Bereich von 36,5-37,5 Grad Celsius bleibt. Wenn die Temperatur abfällt, werden Mechanismen wie Muskelzittern und Erhöhung der Herzfrequenz aktiviert, um Wärme zu erzeugen. Wenn die Temperatur steigt, werden Mechanismen wie Schwitzen und Vasodilation aktiviert, um Wärme abzuführen.
  2. Blutzucker: Der Körper hat ein Regelungssystem, das dafür sorgt, dass der Blutzucker im optimalen Bereich von 70-110 mg/dL bleibt. Wenn der Blutzucker abfällt, werden Hormone wie Glucagon und Adrenalin ausgeschüttet, um den Blutzucker zu erhöhen. Wenn der Blutzucker steigt, wird Insulin ausgeschüttet, um den Blutzucker zu senken.
  3. Blutdruck: Der Körper hat ein Regelungssystem, das dafür sorgt, dass der Blutdruck im optimalen Bereich von 120/80 mmHg bleibt. Wenn der Blutdruck abfällt, werden Hormone wie Angiotensin und Aldosteron ausgeschüttet, um den Blutdruck zu erhöhen. Wenn der Blutdruck steigt, werden Hormone wie Renin und Atriales Natrium-Peptid ausgeschüttet, um den Blutdruck zu senken.
  4. Säure-Basen-Balance: Der Körper hat ein Regelungssystem, das dafür sorgt, dass die Säure-Basen-Balance im optimalen Bereich von 7,35-7,45 pH bleibt. Wenn der pH-Wert abfällt, werden Mechanismen wie Atmung und Nierenfunktion aktiviert, um den pH-Wert zu erhöhen. Wenn der pH-Wert steigt, werden Mechanismen wie Atmung und Nierenfunktion aktiviert, um den pH-Wert zu senken.
  5. Wasserhaushalt: Der Körper hat ein Regelungssystem, das dafür sorgt, dass der Wasserhaushalt im optimalen Bereich bleibt. Dies geschieht durch das Hormon ADH (Antidiuretisches Hormon), das ausgeschüttet wird, wenn der Wassergehalt im Körper zu niedrig ist. ADH bewirkt, dass die Nieren weniger Wasser ausscheiden und somit der Wassergehalt im Körper erhöht wird. Auf der anderen Seite regelt das Hormon Aldosteron den Natrium- und Kaliumhaushalt im Körper, indem es die Ausscheidung von Natrium durch die Nieren reduziert und die Aufnahme von Kalium erhöht. So wird sichergestellt, dass ein ausgeglichener Elektrolythaushalt im Körper aufrechterhalten wird.

Skripte Technische Mechanik

Ingenieurmechanik TU Wien

Das folgende PDF enthält eine Beispielsammlung für Ingenieurmechanik der TU Wien aus dem Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen. Im 2. PDF gibt es dann die dazugehörenden Übungen. 

PDF: Ingenieurmechanik TU Wien
PDF 2: Übungen Ingenieurmechanik TU Wien

Grundlagen Technische Mechanik

Hier findest Du einige Übungen zu den Grundlagen der Technischen Mechanik. Das folgende PDF beinhaltet Übungen zu:

  • Kräftegruppen
  • Fachwerkberechnung
  • Reibungsgesetze
  • Kinematik einer Translationsbewegung
  • Fachwerke

PDFs zu den Grundlagen Technische Mechanik

Weitere Technische Mechanik Übungen:

2 Prüfungen Technische Mechanik zum Lehrstuhl Numerische Mechanik

Johannes Keppler Universität Linz

 

Ein komplettes Skript der TU München kannst Du gerne per Email anfragen. 

In diesem PDF findest Du drei Übungsaufgaben für theoretische Mechanik zum Massenpunkt, Punktmassen und Kraftfeld.

PDF: Aufgaben Theoretische Mechanik

Mitschriften Technische Mechanik

Online Nachhilfe Technische Mechanik Technische Akademie Esslingen

In diesem PDF ist eine Klausur für Technische Mechanik von der Technischen Akademie Esslingen.

PDF: Klausur Technische Mechanik Technische Akademie Esslingen

Übungsaufgaben Technische Mechanik TU Graz

Das folgende PDF enthält Aufgaben zur Technischen Mechanik der TU Graz. Es enthält Übungsaufgaben zu:

  • mathematische Grundlagen
  • Kraftsysteme
  • Schwerpunkt
  • Fachwerke
  • Balkenstatik und gekrümmte Träger
  • Seilstatik
  • Reibung
  • Prinzip der virtuelle Arbeit

PDF: Übungen Technische Mechanik TU Graz inklusive Lösungen

Online Nachhilfe Technische Mechanik Bergische Universität Wuppertal

Hier findest Du Lernmaterialien wie Klausuren und Übungsaufgaben zur Technischen Mechanik von der Bergischen Universität Wuppertal (BUW), 

PDF: Klausur Technisch Mechanik Bergische Universität Wuppertal 

Rahmenlehrplan für die Ausbildung zum Feinmechaniker

Das nachfolgende PDF enthält den kompletten Rahmenlehrplan für die Berufsausbildung zum Feinmechaniker und Feinmechanikerin. 

PDF: Berufsausbildung Feinmechaniker 

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