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* um 287 v.Chr. Syrakus
† 212 v.Chr. Syrakus
Er war ein bedeutender griechischer Mathematiker, Physiker und Erfinder, gewann viele seiner Ergebnisse auf experimentellem Wege und wandte sie auch an. Er schuf die Grundlage der Statik und Hydrostatik und fand das Hebelgesetz.

Ein Massepunkt ist ein Modell für einen realen Körper, bei dem man sich die gesamte Masse des Körpers in einem Punkt vereinigt denkt.
Das Modell wird manchmal auch als Punktmasse bezeichnet.
Als den betreffenden Punkt wählt man meist den Massenmittelpunkt (Schwerpunkt) des Körpers.

Gebäude, Türme, Krane oder Regale sollen standfest sein, also nicht umkippen. Entscheidend für die Standfestigkeit eines Körpers ist die Lage seines Schwerpunktes bezüglich seiner Auflagefläche. Ein Körper ist dann standfest, wenn die am Schwerpunkt angreifende Gewichtskraft durch die Auflagefläche verläuft. Der Körper befindet sich stets im stabilen Gleichgewicht.

Gezeiten sind die periodischen Schwankungen des Meeresspiegels, der Atmosphäre und der festen Erdkruste unter dem Einfluss der Anziehungskräfte von Mond und Sonne. Gezeiten bei den Meeren sind mit dem ständigen Wechsel von Ebbe und Flut verbunden, Diese Erscheinungen ergeben sich vor allem aus zwei Sachverhalten: Zum einen sind ca. 70 % der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt. Zum anderen bewegt sich das System Erde-Mond um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Der Einfluss von Fliehkraft einerseits und Gravitationskraft andererseits bewirkt die Entstehung von zwei Flutbergen und zwei Fluttälern, die aufgrund der Erdrotation an einem Ort im Wechsel von etwa 6 Stunden zu Ebbe bzw. Flut führen.

* um 287 v.Chr. Syrakus
† 212 v.Chr. Syrakus

Er war ein bedeutender griechischer Mathematiker, Physiker und Erfinder, gewann viele seiner Ergebnisse auf experimentellem Wege und wandte sie auch an. Er schuf die Grundlage der Statik und Hydrostatik und fand das Hebelgesetz.

Bei der Beschreibung der Bewegung von Körpern oder der Wirkung von Kräften auf Körper ist es an vielen Stellen sinnvoll, nicht den jeweiligen realen Körper, sondern ein Modell von ihm zu betrachten. Das ermöglicht es überhaupt erst, physikalische Gesetze in überschaubarer Weise zu formulieren. Je nachdem, ob man die Abmessungen eines Körpers vernachlässigen kann oder nicht, nutzt man die Modelle Massepunkt oder starrer Körper.
Während man sich bei dem Modell Massepunkt die gesamte Masse eines Körpers in einem Punkt vereinigt denkt, wird beim Modell starrer Körper der reale Körper als System von starr miteinander verbundenen Masseelementen betrachtet.

Ausgedehnte Körper verhalten sich in Bezug auf Ruhe und Bewegung so, als ob die Gewichtskraft des Körpers oder eine andere äußere Kraft an einem Punkt angreift. Diesen Punkt nennt man Massenmittelpunkt oder Schwerpunkt des Körpers. Bei regelmäßig geformten Körpern aus einem Stoff liegt der Schwerpunkt in der Körpermitte. Bei unregelmäßig geformten Körpern kann man den Schwerpunkt experimentell bestimmen.

Gebäude, Türme, Krane oder Regale sollen standfest sein, also nicht umkippen. Entscheidend für die Standfestigkeit eines Körpers ist die Lage seines Schwerpunktes bezüglich seiner Auflagefläche. Ein Körper ist dann standfest, wenn die am Schwerpunkt angreifende Gewichtskraft durch die Auflagefläche verläuft. Der Körper befindet sich stets im stabilen Gleichgewicht.

Bei einer geradlinigen Bewegung hängt die Änderung des Bewegungszustandes eines Körpers von der wirkenden Kraft und von der Masse des Körpers ab. Die analogen Größen bei der Rotation sind des Drehmoment und das Trägheitsmoment.

Das Trägheitsmoment gibt an, wie träge ein drehbar gelagerter Körper gegenüber der Änderung seines Bewegungszustandes ist.
Formelzeichen: J
Einheit: ein Kilogramm mal Quadratmeter $(1\text{kg}\cdot {\text{m}}^2)$

Allgemein gilt für das Trägheitsmoment: $J={\displaystyle \sum _{i=1}^n{m}_i\cdot r_i^2\text{oder}J={\displaystyle \int r^2\text{d}m}}$

Die Mechanik starrer Körper kann unterteilt werden in die Statik starrer Körper und in die Dynamik rotierender starrer Körper. Gearbeitet wird mit dem Modell starrer Körper. Das bedeutet: Es wird sowohl die Form der Körper als auch die Verteilung ihrer Masse bezüglich einer Drehachse berücksichtigt. Beispiele für rotierende starre Körper sind Wellen bei Maschinen, Schwungräder, die Rotoren einer Windkraftanlage oder auch die Räder von Pkws. Im Test geht es um grundlegende Begriffe und Gesetze der Mechanik starrer Körper sowie um einige Anwendungen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Mechanik starrer Körper".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

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