Mechanik der deformierbaren Körper

Zusammenfassung

Festkörper (solids) besitzen eine bestimmte Gestalt und ein bestimmtes Volumen, da die den Körper aufbauenden Teilchen (Atome oder Moleküle) um Gleichgewichtslagen schwingen, die im Raum fixiert sind. Bei räumlich periodischer Anordnung der Teilchen spricht man von Kristallen (crystals), anderenfalls von amorphen Festkörpern (amorphous solids), wie z.B. Glas. Festkörper sind form- und volumenelastisch, d.h. nach Wegnahme einer verformenden Kraft, die allerdings nicht zu groß sein darf, nehmen sie ihre ursprüngliche Gestalt und ihr ursprüngliches Volumen wieder an. Flüssigkeiten (liquids) besitzen keine bestimmte Gestalt, sondern nur ein bestimmtes Volumen. Die Abstände zwischen den Teilchen und deshalb auch die Kräfte zwischen ihnen sind mit denen in Festkörpern vergleichbar. Die Gleichgewichtslagen können jedoch, soweit es das Eigenvolumen der Teilchen zulässt, beliebig im Raum verschoben werden. Es gibt aber auch Ausnahmen, wie z.B. Wasser, bei dem über Abstände von wenigen Moleküldurchmessern eine dem Eis ähnliche Struktur vorliegt (Nahordnung (short-range order) infolge des elektrischen Dipolmomentes der Wassermoleküle), oder die sog. Flüssigkristalle, die aus langgestreckten oder scheibenförmigen Molekülen bestehen, so dass sich kollektive Orientierungen ausbilden. Gase (gases) schließlich besitzen weder eine bestimmte Form noch ein bestimmtes Volumen; beide werden durch das Gefäß vorgegeben, in dem sich das Gas befindet. Die Kräfte zwischen den Teilchen sind wegen ihrer großen Abstände meist vernachlässigbar. Flüssigkeiten und Gase fasst man unter dem Oberbegriff Fluide (fluids) zusammen.

Albert Einstein: Jetzt weiß ich, warum es so viele Leute gibt, die gern Holz spalten. Bei dieser Tätigkeit sieht man nämlich immer sofort den Erfolg.