Innere Kräfte in der Technischen Mechanik: Quizfragen und Übungen

Question 1

Welche der folgenden Aussagen zur Schubspannung τ beschreibt ihre Wirkung am zutreffendsten?

Accepted Answer

τ führt zu einer Verschiebung paralleler Ebenen gegeneinander.

Answer

τ bewirkt eine Vergrößerung des Bauteilvolumens.

Answer

τ wirkt immer in Richtung der Normalkraft.

Answer

τ ist eine Zugspannung.

Question 2

Welche Größe in der technischen Mechanik beschreibt eine Kraft pro Flächeneinheit?

Accepted Answer

Spannung

Answer

Fläche

Answer

Kraft

Answer

Dehnung

Question 3

Welche Formel beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung σ und Kraft F sowie Fläche A?

Accepted Answer

F = σ * A

Answer

F = σ / A

Answer

A = σ * F

Answer

A = σ / F

Question 4

Welche Dehnungsart beschreibt eine Volumenänderung?

Accepted Answer

Volumenänderung

Answer

Längsdehnung

Answer

Querkontraktion

Answer

Schubverzerrung

Question 5

Welche Belastungsart führt zu einer reinen Zugspannung in einem Bauteil?

Accepted Answer

Zug

Answer

Druck

Answer

Biegung

Answer

Torsion

Question 6

Welche Formel beschreibt die Dehnung ε in Abhängigkeit von der Längenänderung ΔL und der ursprünglichen Länge L?

Accepted Answer

ε = ΔL / L

Answer

ε = ΔL

Answer

ε = L / ΔL

Answer

ε = ΔL - L

Question 7

Welche Einheit hat die Spannung?

Accepted Answer

N/m²

Answer

N

Answer

m

Answer

m²/N

Question 8

Welche Aussage ist korrekt für eine kombinierte Zug-Druck-Belastung eines Bauteils?

Accepted Answer

Die Zugspannung kann gleich, größer oder kleiner als die Druckspannung sein.

Answer

Die Zugspannung ist immer größer als die Druckspannung.

Answer

Die Druckspannung ist immer größer als die Zugspannung.

Answer

Die Spannung ist immer null.

Question 9

Welche Materialeigenschaft beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffs, äußeren Kräften standzuhalten?

Accepted Answer

Festigkeit

Answer

Steifigkeit

Answer

Zähigkeit

Answer

Duktilität

Question 10

Welche Spannungsart tritt bei einer Torsionsbelastung auf?

Accepted Answer

Schubspannung

Answer

Zugspannung

Answer

Druckspannung

Answer

Biegespannung

Question 11

Welche Auswirkungen haben innere Kräfte und Momente auf die Spannungen in einem Bauteil?

Accepted Answer

Innere Kräfte und Momente beeinflussen sowohl Normal- als auch Schubspannungen.

Answer

Innere Kräfte erzeugen nur Normalspannungen, während Momente nur Schubspannungen erzeugen.

Answer

Nur Momente können Spannungen in einem Bauteil hervorrufen.

Answer

Innere Kräfte und Momente haben keinen Einfluss auf die Spannungen in einem Bauteil.

Question 12

Welche Größe ist keine Spannung?

Accepted Answer

Dehnung

Answer

Zugspannung

Answer

Druckspannung

Answer

Schubspannung

Question 13

Die Einheit der Spannung ist:

Accepted Answer

N/m²

Answer

m

Answer

N/m

Answer

kg/m³

Question 14

Wie wird der Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung beschrieben?

Accepted Answer

Elastizitätsmodul

Answer

Querkontraktionszahl

Answer

Schubmodul

Answer

Poissonzahl

Question 15

Welche Belastungsart führt zu Schubspannungen?

Accepted Answer

Torsion

Answer

Zug

Answer

Druck

Answer

Biegung

Question 16

Welche Spannungskomponente ist für die Querdehnung verantwortlich?

Accepted Answer

τxy

Answer

σx

Answer

σy

Answer

σz

Question 17

Wie wird die maximale Spannung genannt, die ein Material vor dem Versagen aushalten kann?

Accepted Answer

Bruchspannung

Answer

Streckgrenze

Answer

Elastizitätsgrenze

Answer

Dauerfestigkeit

Question 18

Welche der folgenden Größen ist keine Spannungskomponente?

Accepted Answer

Schubkraft

Answer

Normalspannung

Answer

Zugspannung

Answer

Schubspannung

Question 19

Welche Belastungsart bewirkt eine Zugspannung im Querschnitt?

Accepted Answer

Zugkraft

Answer

Schubkraft

Answer

Torsionsmoment

Answer

Biegemoment

Question 20

Welche Einheit beschreibt die Dehnung?

Accepted Answer

Meter pro Meter

Answer

Newton pro Quadratmeter

Answer

Grad Celsius

Answer

Pascal

Question 21

Welche Gleichung beschreibt das Hookesche Gesetz für einachsige Belastung?

Accepted Answer

σ = E * ε

Answer

τ = G * γ

Answer

F = k * x

Answer

p = V * n * R * T

Question 22

Welche Größe ist ein Maß für die Steifigkeit eines Materials?

Accepted Answer

Elastizitätsmodul

Answer

Bruchdehnung

Answer

Schermodul

Answer

Poissonzahl

Question 23

Welche Belastungsart bewirkt eine Torsionsspannung im Querschnitt?

Accepted Answer

Torsionsmoment

Answer

Zugkraft

Answer

Biegemoment

Question 24

Welche Größe ist ein Maß für die Zähigkeit eines Materials?

Accepted Answer

Bruchzähigkeit

Answer

Elastizitätsmodul

Answer

Poissonzahl

Answer

Schermodul

Question 25

Welche Aussage zur Spannungsverteilung in einem Stab unter Biegebelastung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Normalspannung ist auf der Zugseite des Stabes größer als auf der Druckseite.

Answer

Die Spannungsverteilung ist linear.

Answer

Die Schubspannung ist im gesamten Stab konstant.

Question 26

Welche Größe ist **keine** Spannungskomponente?

Accepted Answer

Kraft

Answer

Schubspannung

Answer

Zugspannung

Answer

Normalspannung

Question 27

Bei Zugbeanspruchung eines Bauteils gilt:

Accepted Answer

Die Normalspannung steht senkrecht zur Belastungsrichtung.

Answer

Die Dehnung ist negativ.

Answer

Die Schubspannung ist parallel zur Belastungsrichtung.

Question 28

Eine Aussage zur Verformung eines Bauteils unter Belastung ist:

Accepted Answer

Die Dehnung ist proportional zur Spannung.

Answer

Die Verformung ist immer elastisch.

Answer

Die Verformung ist eine lineare Funktion der Spannung.

Answer

Die Verformung ist unabhängig vom Elastizitätsmodul.

Question 29

Welche Größe beschreibt die Normalspannung?

Accepted Answer

Kraft pro Fläche

Answer

Kraft pro Volumen

Answer

Fläche pro Kraft

Answer

Volumen pro Kraft

Question 30

Welche Einheit ist für die Dehnung üblich?

Accepted Answer

mm/mm

Answer

N/mm²

Answer

kg

Answer

m³

Question 31

Was ist der Elastizitätsmodul?

Accepted Answer

Maß für die Steifigkeit eines Materials

Answer

Maß für die Bruchdehnung eines Materials

Answer

Maß für die Festigkeit eines Materials

Answer

Maß für die Zähigkeit eines Materials

Question 32

Welche Beanspruchungsart bewirkt eine Biegespannung?

Accepted Answer

Momentenbelastung

Answer

Torsionsbelastung

Answer

Axialbelastung

Answer

Schubbelastung

Question 33

Was kennzeichnet die Torsionsspannung?

Accepted Answer

Tritt bei Verdrehung eines Bauteils auf

Answer

Bewirkt eine Scherung des Bauteils

Answer

Tritt bei Biegung eines Bauteils auf

Answer

Bewirkt eine Dehnung in Längsrichtung

Question 34

Welche der folgenden Größen beschreibt die Kraft pro Fläche in einem Bauteil?

Accepted Answer

Spannung

Answer

Dehnung

Answer

Kraft

Answer

Verschiebung

Question 35

Ein Stab wird einer Zugkraft ausgesetzt. Welche Spannungsart tritt an der Querschnittsfläche auf?

Accepted Answer

Normalspannung

Answer

Schubspannung

Answer

Torsionsspannung

Answer

Biegespannung

Question 36

Welche der folgenden Dehnungsarten beschreibt die Veränderung der Länge eines Stabes?

Accepted Answer

Normaldehnung

Answer

Biegedehnung

Answer

Schubdehnung

Answer

Torsionsdehnung

Question 37

Ein Stab mit dem Elastizitätsmodul E wird mit einer Spannung σ belastet. Welche Dehnung tritt auf?

Accepted Answer

σ / E

Answer

E - σ

Answer

E / σ

Answer

σ x E

Question 38

Welche der folgenden Gleichungen berechnet die Spannungskomponente σ_x auf einer Fläche mit der Normalenrichtung n, wenn die Spannung σ gegeben ist?

Accepted Answer

σ_x = n_x * σ

Answer

σ_x = n_y * σ

Answer

σ_x = σ * n

Answer

σ_x = n_z * σ

Question 39

Bei einem Bauteil, das auf Biegung beansprucht wird, welche Spannungsart weist typischerweise den höchsten Wert auf?

Accepted Answer

Biegespannung

Answer

Torsionsspannung

Answer

Schubspannung

Answer

Normalspannung

Question 40

Welche Torsionsspannungskomponente ist für die Verdrehung eines Stabs um seine Längsachse verantwortlich?

Accepted Answer

τ_xz

Answer

τ_yz

Answer

τ_zx

Answer

τ_xy

Question 41

Welche Festigkeitshypothese berücksichtigt die Schubspannungen bei der Beurteilung, ob ein Bauteil versagt?

Accepted Answer

Tresca-Hypothese

Answer

Mohr-Coulomb-Hypothese

Answer

Druckfestigkeitshypothese

Answer

Zugfestigkeitshypothese

Question 42

Ein Bauteil wird sowohl auf Zug als auch auf Biegung beansprucht. Welches Kriterium bestimmt die Versagenslast?

Accepted Answer

Äquivalente Spannung

Answer

Maximale Spannung

Answer

Mittlere Spannung

Answer

Minimale Spannung

Question 43

Welche der folgenden Größen beschreibt die Kraft pro Fläche und ist damit eine Spannung?

Accepted Answer

Kraft pro Fläche

Answer

Masse pro Volumen

Answer

Energie pro Volumen

Answer

Weg pro Zeit

Question 44

Welche Belastungsart bewirkt eine Zugspannung in einem Stab?

Accepted Answer

Axialkraft in Zugrichtung

Answer

Biegemoment

Answer

Querlast

Question 45

Welches Material weist typischerweise den höchsten Elastizitätsmodul auf?

Accepted Answer

Stahl

Answer

Aluminium

Answer

Kunststoff

Answer

Holz

Question 46

Welche Formel beschreibt das Hookesche Gesetz, das den Zusammenhang zwischen Spannung, Dehnung und Elastizitätsmodul beschreibt?

Accepted Answer

Spannung = Elastizitätsmodul * Dehnung

Answer

Kraft = Masse * Beschleunigung

Answer

Arbeit = Kraft * Weg

Answer

Leistung = Arbeit / Zeit

Question 47

Welche der folgenden Aussagen über Dehnungen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie sind dimensionslose Größen.

Answer

Sie sind unabhängig vom Material.

Answer

Sie sind immer positiv.

Answer

Sie werden in Newton gemessen.

Question 48

Welche Einheit wird für den Elastizitätsmodul verwendet?

Accepted Answer

Pascal (Pa)

Answer

Sekunde (s)

Answer

Newton (N)

Answer

Meter (m)

Question 49

Welche der folgenden Aussagen über Spannungszustände ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Spannungszustände sind unabhängig von der Geometrie des Bauteils.

Answer

Spannungszustände beschreiben die Verteilung von Spannungen in einem Bauteil.

Answer

Spannungszustände können experimentell gemessen werden.

Question 50

Welche Aussage über die Schubspannung ist FALSCH?

Accepted Answer

Schubspannung wirkt senkrecht zur Oberfläche.

Answer

Schubspannung tritt beispielsweise bei Scherverbindungen auf.

Answer

Schubspannung ist eine Tangentialspannung.

Answer

Schubspannung entsteht durch Kräfte, die parallel zur Oberfläche wirken.

Question 51

Welcher Faktor beeinflusst die Festigkeit eines Bauteils NICHT?

Accepted Answer

Farbe des Bauteils

Answer

Lastart und -größe

Answer

Material des Bauteils

Answer

Geometrie des Bauteils

Question 52

Ein Bauteil wird einer wechselnden Belastung ausgesetzt. Welche Art von Spannung tritt dabei auf?

Accepted Answer

Wechselspannung

Answer

Schubspannung

Answer

Druckspannung

Answer

Zugspannung

Question 53

Welche Aussage über den Spannungszustand in einem Bauteil ist RICHTIG?

Accepted Answer

Der Spannungszustand beschreibt die Spannungen an einem bestimmten Punkt im Bauteil.

Answer

Der Spannungszustand ist immer gleichmäßig verteilt im gesamten Bauteil.

Answer

Der Spannungszustand ist unabhängig von der Belastung.

Question 54

Welche Aussage zur Schubspannung ist FALSCH?

Accepted Answer

Schubspannung entsteht durch Kräfte, die parallel zur Oberfläche wirken.

Answer

Schubspannung tritt in Bauteilen auf, die einer Scherbeanspruchung ausgesetzt sind.

Answer

Schubspannung kann durch die Formel τ = F/A berechnet werden.

Question 55

Ein rechteckiger Balken mit einer Breite von 100 mm und einer Höhe von 200 mm wird durch ein Biegemoment von 10 kNm belastet. Welche maximale Biegespannung entsteht im Balken?

Accepted Answer

15 N/mm²

Answer

10 N/mm²

Answer

20 N/mm²

Answer

5 N/mm²

Question 56

Was versteht man unter dem Begriff „Zugfestigkeit“?

Accepted Answer

Die maximale Spannung, die ein Werkstoff im Zugversuch bis zum Bruch aushalten kann.

Answer

Die Spannung, die ein Werkstoff im Druckversuch bis zum Bruch aushält.

Answer

Die Spannung, die ein Werkstoff im Scherversuch bis zum Bruch aushält.

Question 57

Welche Aussage über die Querkontraktionszahl ist RICHTIG?

Accepted Answer

Die Querkontraktionszahl ist das Verhältnis zwischen der relativen Querdehnung und der relativen Längsdehnung.

Answer

Die Querkontraktionszahl ist immer größer als 1.

Answer

Die Querkontraktionszahl ist unabhängig vom Werkstoff.

Question 58

Ein Bauteil wird durch eine zeitlich konstante Kraft belastet. Welche Spannungsart entsteht?

Accepted Answer

Statische Spannung

Answer

Dynamische Spannung

Answer

Schwingende Spannung

Question 59

Ein Zugstab mit einem Querschnittsflächen von 10 cm² wird mit einer Zugkraft von 50 kN belastet. Wie groß ist die Normalspannung im Stab?

Accepted Answer

50 MPa

Answer

0,5 MPa

Answer

500 MPa

Answer

5 MPa

Question 60

Welche Aussage über die Schubspannung ist korrekt?

Accepted Answer

Schubspannung tritt auf, wenn Kräfte parallel zur Oberfläche wirken.

Answer

Schubspannung tritt auf, wenn Kräfte senkrecht zur Oberfläche wirken.

Answer

Schubspannung ist immer größer als die Normalspannung.

Question 61

Welche Einheit wird verwendet, um die Dehnung eines Materials zu messen?

Accepted Answer

Keine Einheit (dimensionslos)

Answer

Pascal (Pa)

Answer

Millimeter (mm)

Answer

Newton (N)

Question 62

Ein Stahlstab mit einem Elastizitätsmodul von 200 GPa wird mit einer Spannung von 100 MPa belastet. Wie groß ist die Dehnung des Stabes?

Accepted Answer

0,0005

Answer

0,05

Answer

0,005

Answer

0,5

Question 63

Welche Aussage über die Festigkeit eines Materials ist korrekt?

Accepted Answer

Festigkeit beschreibt die maximale Spannung, die ein Material ohne Bruch aushalten kann.

Answer

Festigkeit ist die gleiche wie der Elastizitätsmodul.

Answer

Festigkeit wird in Newton (N) gemessen.

Question 64

Welche Spannungsarten treten in einem durchbiegenden Balken auf?

Accepted Answer

Normalspannung und Schubspannung

Answer

Nur Schubspannung

Answer

Nur Normalspannung