Statik.
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Statik.
wo denn die Einwirkungen an der Grenze
je zweier solcher Theile eine Rolle spiel
ten und gewisse bekannte Gesetze für
die an den Grenzen stattfinden Spannun
gen stattfanden. Es ist aber möglich,
mit Hinzunahme der zuletzt angeführten
Bedingungen zu Gleichungen zu gelan
gen, welche für alle in der Natur vor
kommenden Systeme nothwendig und
ausreichend, wobei ferner alle die Span
nungen, welche keine Bewegungen be
wirken, sondern eben nur die Zustände
des betrachteten Systems (seine Festig
keit, Flüssigkeit, u. s. w.) eliminirt, und
durch die Gleichungen, welche ebendiese
Zustände ausdrücken, ersetzt sind.
Diese wichtigen Gleichungen sollen
hier entwickelt werden. Zunächst wollen
wir der obigen Bedingung aber noch
eine allgemeinere und sehr wichtige Form
geben.
Seien m, m, die Massen zweier Punkte,
r ihre Entfernung, so ist die von m auf
m, wirkende Kraft gleich m • m,f{r),
und die von m l auf m wirkende gleich
— m'tn l f(r). Sind x, y, z die Coordi-
naten von m, und x,, y„ die von mp
so zerfällt die erstere Kraft in die Com-
ponenten:
tmn i f (r) ,
mmj{r) y ~„ yi ,
) — — .
V
Mit Hülfe der Gleichungen:
( Jf -*») 1 +(y--yi)*+(»-*i)*= r '
und ihrer Differenziale:
dr _ x—jej dr y—y , dr i — 2 t
dx r ’ dy r ’ <5 z r
kann man hierfür schreiben, wenn man
y (r) — m,m f f{r)dr
setzt:
dif (r) de/ (r) dy (r)
dx ’ dy ’ ds
und, wie sogleich zu sehen, sind die
Componenten der von m, nach m wir
kenden Kraft:
d<4 (r) »r/ (r) dff (r)
dx, ’ dy, ’ dz,
Hieraus folgt, dass, wenn von allen
Punkten des Systems, das aus n Punk
ten bestehen soll, auf m eine Einwir
kung stattfindet, (wobei die von gewissen
Punkten ausgehenden auch der - Null
gleich sein kann) diese Einwirkungen
sich nach den Axen in drei Componen
ten zerlegen von der Gestalt:
d(J dU dU
dx ’ dy ’ dz ’
wo
U ~ mm, j f(r)dr + mm 2 f f(r)dr,
+ .. . + mm I f(r . Wr
1 n J ' ' n—l n— i’
und r, r,, r t . . . »• ! die Entfernung
der einzelnen Punkte von m, ferner:
wii, m, ... in
1 ’ 2 n
ihre bezüglichen Massen sind.
Man kann aber auch setzen:
U — Jm m f f(r )dr ,
v p,v’
wo unter m , m die Massen je zweier
p q
beliebigen Punkte des Systems, r ^
ihre Entfernung ist. Denn in allen Glie
dern der Summe, wo nicht m = m ist,
p
werden, da
r ~(x —x ) a + (v — V ) a + (* — z ) a
p, q K p q' yi, p J q' 1 v p q'
die Differenzialquotienten nach x, y, z
der Null gleich sein, so dass die ent
sprechenden Theile in den Componenten
dU dU dU
dx ’ dy ’ dz
nicht Vorkommen. Dies gilt für alle
Punkte des Systems, man hat also als
Componenten der auf Punkt x g , y g , z
wirkenden Spannungen, die Grössen:
dU dU dU
D. h.: Es gibt eine Function von U,
welche allein von den Coordinaten der
Punkte des Systems abhängt, derart, dass
die Componenten aller auf einen Punkt
des Systems wirkenden inneren Kräfte
die partiellen Differcnzialquotienten dieser
Function nach den Coordinaten dieses
Punktes sind. Diese wichtige Function
U wird Kräftefunction genannt, und
eine solche ist unter der obigen Vor
aussetzung bei den in der Natur vor
kommenden Systemen immer vorhanden.
Es wirken nun ausserdem auf die Punkte
des Systems noch äussere Kräfte, die