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Scherspannung und Schubspannung einfach erklärt

Scherspannung und Schubspannung einfach erklärt2:56
Video von Galina Schlundt2:56

Die Begriffe Scherspannung und Schubspannung beziehen sich auf den gleichen physikalischen Vorgang. Die unterschiedlichen Ausdrücke deuten nur auf eine andere Sichtweise hin. Das wird darunter verstanden.

Das ist Schub- und Scherspannung

  • Es geht in beiden Fällen um Kräfte, die parallel zu einer der Grundflächen wirken, im Gegensatz zu Zugkräften oder Druckkräften, die einen Körper in der Länge auseinanderziehen oder zusammendrücken.
  • Der Begriff Scherspannung bezieht sich auf die Wirkung der Kraft, diese löst eine Scherung aus (siehe Skizze).
  • Der Begriff Schubspannung bezieht sich darauf, dass mit dieser Kraft der Gegenstand auch verschoben werden kann.
  • Jede Kraft, die in dieser Art ausgeübt wird, bewirkt in der Regel gleichzeitig eine Verformung (Scherung) und eine Bewegung (Schub). Die Wirkung der Kräfte führt in der Regel zu einem Verbiegen des Körpers.

Wirkung von Schubspannung

  • Als Schubspannung, die auch Scherspannung genannt wird, wird das Verhältnis der Kraft zur Fläche bezeichnet. Wenn Sie einen Körper mit der Grundfläche A mit einer Kraft F, die parallel zur Grundfläche wirkt, belegen, dann ist die zugehörige Spannung F/A.
  • Bei gleichbleibender Kraft ist die Spannung also kleiner, je größer der Fläche ist. Beachten Sie die Ähnlichkeit zum Druck, auch dieser nimmt ab, je größer die Fläche ist, auf die eine Kraft wirkt. Druck und Scherspannung haben auch die gleiche Einheit N/m2.
  • Die Scherspannung bewirkt, dass Körper verformt werden, was zu einem Bruch führen kann, wenn die Verformung bei kristallinen Strukturen über die Elastizitätsgrenze des Kristallgitters hinausgeht.

Die Wirkung von Scherkräften können Sie an einen Stoß Papier beobachten. Schichten Sie ca 1.000 Blatt Papier so übereinander, dass ein Quader entsteht. Stellen Sie ein Lineal senkrecht neben dem Stapel in die Höhe. Richten Sie den Stapel danach aus. Drücken Sie nun oben gegen das Lineal, ohne dass Sie es unten verschieben. Sie scheren den Stapel auf diese Art. Scheren Sie weiter. Sie werden einen Punkt erreichen, an dem der Block seinen Zusammenhalt verliert.

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