Technische Mechanik
Die Mechanik ist eine Teildisziplin der Physik. In der Mechanik werden die allgegenwärtigen Phänomene der Bewegungen und Verformungen von Körpern (und deren Ursachen) untersucht.
Für das Erlernen der Mechanik ist eine Einteilung der benutzten Größen und Beziehungen in fünf Kategorien hilfreich (siehe Bild).
Buch Kinematik und Kinetik
Für das Fach Kinematik und Kinetik/Dynamik steht das Lehrbuch Kinematik und Kinetik der ebenen Bewegung - Ein Grundkurs mit Python, Julia und SMath Studio zur Verfügung.
Auszug aus dem Klappentext: Dieses Buch bietet eine Einführung in das spannende Thema Kinematik und Kinetik und richtet sich an Studierende technischer Studiengänge wie Maschinenbau, Luft- und Raumfahrttechnik, Fahrzeugtechnik, Mechatronik, Robotik, Theater- und Verfahrenstechnik. Neben den theoretischen Ausführungen enthält das Buch 45 Übungsaufgaben, die größtenteils mit Python, Julia oder SMath Studio gelöst werden. Nicht nur der konsequente Einsatz des Computers unterscheidet dieses Buch von anderen Einsteigerbüchern. Auch die ausgiebige Anwendung der Prinzipe von Gauß und d'Alembert, die Verwendung der automatischen Differentiation zur Ermittlung von Ableitungen (z.B. Geschwindigkeiten und Beschleunigungen) und die umfangreichen Möglichkeiten, die numerische Lösung von Anfangswertproblemen zu üben, machen dieses Buch einzigartig.
Julia für technische Berechnungen
Für den Einsatz in der Mechaniklehre hat sich die Programmiersprache Julia zusammen mit dem Notebook Pluto bewährt. Die Verwendung eines Notebooks empfiehlt sich, weil neben dem Programmcode auch Erläuterungen, Bilder und Diagramme in einem übersichtlichen Dokument dargestellt werden können.
Kinematik - Geometrische Beschreibung der Bewegung
Im Fachgebiet Kinematik werden die geometrischen Aspekte der Bewegung untersucht. Die Kinematik beantwortet u. a. Fragen wie Welche Bewegungen sind unter Berücksichtigung der geometrischen Bedingungen des Systems möglich? Wie sind der Bewegungszustand und die Änderung des Bewegungszustands zu charakterisieren? Welche Verschiebungen oder Verdrehungen sind in den Antrieben notwendig, um beim Endeffektor die gewünschte Bewegung zu erzeugen? Die Kinematik ist primär Mathematik und benötigt nur die Grundbegriffe Raum und Zeit. Der Begriff Massenkinematik bezieht sich auf die Kinematik unter Einbeziehung des Begriffes Masse.
Zahlreiche Aufgaben zur ebenen Kinematik finden sich auf github.
Kinetik - Warum bewegen sich Körper?
Während die Kinematik die geometrische Beschreibung der Bewegung liefert, bezieht die Dynamik die wirkenden Kräfte mit ein und beantwortet die Frage nach den Ursachen der Bewegung. Wenn es um das Gleichgewicht der Kräfte geht, spricht man von Statik, andernfalls von Kinetik. Geht es vorrangig um die Bestimmung der Reaktionskräfte in bewegten Systemen, die für die Festigkeit des Systems relevant sind, dann wird manchmal von Kinetostatik gesprochen.
