Technische Mechanik mit einem Fingerwisch

Das einzige Buch zur Technischen Mechanik mit Amaryllis, Pferd und High Heels - aber trotzdem eine kompakte Einführung in das Fachgebiet - nur kompatibel bis iPadOS 15.

Die Inhalte basieren auf etwa 25 Jahren Erfahrungen in der Vermittlung von Grundlagen und Lösungsalgorithmen der Technischen Mechanik an Studenten des Maschinenbaus, Stahl- und Metallbaus, der Mechatronik, der Elektrotechnik, der Physik sowie der Angewandten Computerwissenschaften. Der Leser sollte über grundlegende mathematische Kenntnisse der linearen Algebra sowie der Differential- und Integralrechnung verfügen. Für Interessenten des Kapitels Mechatronische Wandler ist zusätzlich Basiswissen zu Kräften elektromagnetischer Felder und zur Theorie elektrischer Vierpole angesagt.

In 16 Kapiteln werden folgende Schwerpunkte behandelt: Grundbegriffe der Statik, statisch bestimmte Lagerung, Fachwerk, mehrteilige Strukturen, Systeme paralleler Kräfte, Schwerpunkte, Seilstatik, Stützlinien, Reibung, Spannungen, elastische Verformungen, Biegung, Superposition, bimorphe Bieger, Kreisplatte, Torsion, Knicken, elastisch-ideal plastisches Materialverhalten, Arbeit und Energie, Dynamik starrer Körper, bewegte, rotierende Bezugssysteme, Kreisel, Lagrange-Formalismus, freie, gedämpfte sowie harmonisch und transient erregte Schwingungen, Koppelschwingungen, Kontinuumsschwingungen, stochastisches Versagen, mechatronische Wandler, Grundlagen der FEM. Die Abschnitte dieser Publikation sind untereinander abgestimmt und bauen weitgehend aufeinander auf.

Alle genannten Themenkomplexe werden theoretisch hinreichend erklärt und an technisch relevanten Beispielen aus der Praxis oder dem Alltag verdeutlicht: Wie lagert man Bretter optimal, wie gießt man den Spiegel eines High-Tech-Teleskops, wie ist ein Stehaufmännchen zu konstruieren, wie tilgt man Schwingungen moderner Fußgängerbrücken in Leichtbauweise, wie sieht der Frequenzgang eines Tieftöners aus, wann bleibt eine Glocke stumm, welche Formel gibt die Gestalt eines Monuments in St. Louis vor, was ist eine tautochrone Brachistochrone?

Die grundsätzliche Vorgehensweise, Kräfte und Momente oder Energien zu bilanzieren, ist eine didaktische Vorgabe an das gesamte Manuskript. Beabsichtigtes Lernziel sind weniger die Formeln, die aus den Bilanzen abgeleitet werden, sondern vielmehr die Erarbeitung und Verinnerlichung von Lösungsstrategien auf der Basis dieser Bilanzen. In diesem Kontext baut der Leser Kenntnisse und Fertigkeiten auf, um zukünftig elementare Prinzipien und Regeln der Technischen Mechanik bei der Lösung verschiedenster Aufgaben anwenden zu können. Die praktische Befähigung dazu wird gemäß dem Leitsatz „learning by doing“ erreicht. Der Fokus liegt auf der selbstständigen Bewältigung von etwa 60 Aufgaben, deren Lösungswege unterstützend kommentiert bzw. angedeutet sind.

Das Buch nutzt Möglichkeiten und Vorteile digitaler Publikationen im Format enhanced eBook, ohne die Publikation zum reinen Daumenkino verkommen zu lassen. Der Einsatz von interaktiven Elementen dient ausschließlich den Inhalten und ist kein Selbstzweck; er erfolgt sparsam, um die Dateigröße akzeptabel zu halten. Querverweise und etwa 400, ausschließlich farbige Abbildungen - vielfach mit Textbezügen auf ausgewählte Farben - erleichtern das Verständnis oft abstrakter, nicht immer mühelos zu erfassender Zusammenhänge. 

Ergänzt wird die Publikation durch eine Aufgabensammlung und sechs Java-Applikationen im Netz; Quelltexte sind in einem Anhang offengelegt.