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Mechanik deformierbarer Festkörper, Teil 1

Festkörper

Während Flüssigkeiten schon durch sehr kleine Kräfte praktisch beliebig verformt werden können, setzen Festkörper einer Verformung weit mehr Widerstand entgegen. Der Festkörper ist "fest", weil die Bewegungsmöglichkeiten seiner Baueinheiten (Atome, Ionen, Moleküle oder größere Aggregate) verglichen mit denen der Flüssigkeit stark eingeschränkt sind.

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Abb.1
Einfaches Modell eines Festkörpers

Etwa so kann man sich einen Festkörper vorstellen. Zwischen den Baueinheiten (blaue Kugeln) wirken Kräfte, symbolisiert durch Federn. Die Animation zeigt den Durchgang von Schallwellen. Nach jeder Auslenkung kehren die Baueinheiten in ihre Ruhelage zurück. Auch die Wärmebewegung pflanzt sich in Form von Schallwellen durch den gesamten Festkörper fort, da alle Oszillatoren gekoppelt sind.

Im Festkörper tauschen nur selten zwei Baueinheiten die Plätze. Dazu sind die zwischen den Baueinheiten wirkenden Anziehungskräfte in der Regel zu stark. Im Wesentlichen findet nur eine Schwingung um die Ruhelage statt.

In einer Flüssigkeit sind Platzwechselvorgänge dagegen häufig. Die zwischenmolekularen Anziehungskräfte reichen hier nicht aus, um die Moleküle an bestimmte Ruhelagen zu binden. Als Folge lassen sich Flüssigkeiten schon durch sehr kleine äußere Kräfte fast beliebig verformen; sie fließen.

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