Pendelstütze

Aus SystemPhysik
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Definition

Eine Pendelstützte ist ein beidseits gelenkig gelagerter Stab. Folglich kann eine Pendelstütze keinen Drehimpuls aufnehmen und übertragen. Zudem erzeugt der durchfliessende Impulsstrom einen einachsigen Spannungszustand.

Legt man quer zur Pendelstütze eine Schnittfläche, steht die Schnittkraft immer normal zu dieser Fläche. Dies bedeutet, dass eine in x-Richtung weisende Pendelstütze nur x-Impuls vorwärts (Druck) oder rückwärts (Zug) transportieren kann. Die beiden andern Komponenten des Impulses können bei dieser Ausrichtung nicht durch die Pendelstütze fliessen.

Seile verhalten sich wie Pendelstützen, die nur auf Zug belastet werden dürfen. Seile können eine Impulskomponente nur gegen die Bezugsrichtung transportieren.

Impulsströme

Eine Pendelstütze kann nur auf Druck oder Zug belastet werden und die durchfliessenden Impulsströme ergeben auf jede Querschnittfläche einen Kraftpfeil, der in Richtung der Stütze weist. Folglich verhalten sich die einzelnen Impulsstromstärken zueinander wie die drei Komponenten eines Vektors, der längs der Stütze von einem Ende zum andern weist.

Um den Zusammenhang zwischen den Stromstärken der drei Impulskomponenten und der Schnittkraft auf einen Querschnitt zu formulieren, führen wir einen Bezugspfeil ein, der in Richtung der Stütze weist. Bei Druckbelastung sei die Schnittkraft F positiv, bei Zug negativ. Zwischen dieser Schnittkraft und den Stromstärken der drei Impulskomponenten gilt dann der folgende Zusammenhang

[math]I_{pi} = F \cos(\varphi_i)[/math] i = x, y, z

Der Winkel φi ist zwischen dem Bezugspfeil und der entsprechenden Achse des globalen Koordinatensystems zu messen. Eine positive Stromstärke besagt, dass der zugehörige Impuls in Richtung des Bezugspfeils transportiert wird.

Beispiele