Volumenkraft

Eine Volumenkraft ist eine Kraft, die im gesamten Innern eines abgegrenzten Volumens eines Körpers angreift. Dies unterscheidet sie von Oberflächenkräften, die auf (Teil-)Oberflächen des Körpers wirken. Volumenkräfte werden durch Felder (z. B. Erdbeschleunigung, Magnetismus) verursacht, daher heißen sie auch Feldkräfte.

Die Maßeinheit einer Volumenkraft in diesem Sinne ist das Newton. Beispiele für eine solche Volumenkraft sind:

• die Gewichtskraft (aufgrund der Erdbeschleunigung)
• die (d’Alembertsche) Trägheitskraft
• die Coulombkraft.

Da die Größe der Kraft von der Größe des Volumens abhängt, werden Volumenkräfte in Anwendungsfällen der Technischen Mechanik oft auf das Volumen bezogen. Beim Grenzübergang des Volumens gegen null erhält man die lokale (spezifische) Volumenkraft mit der Einheit . Ein solches Vorgehen bietet sich vor allem in der Strömungsmechanik an, dort ist die Volumenkraft ein Teil der Navier-Stokes-Gleichungen und beschreibt zusammen mit Oberflächenspannungen den Einfluss äußerer Kräfte.

Eine Volumenkraft in diesem Sinne, also mit der Maßeinheit Kraft- pro Volumeneinheit, ist eine Volumenkraftdichte, ein Beispiel ist die Wichte.

Literatur

• Batchelor, G. K.: An introduction to fluid mechanics, Cambridge University Press. ISBN 0-521-66396-2

Einzelnachweise

1. 1 2 3 Werner Skolaut: Maschinenbau: Ein Lehrbuch für das ganze Bachelor-Studium. Springer-Verlag, 2018, ISBN 978-3-662-55882-9, S. 698 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
2. ↑ Alfred Böge: Technische Mechanik. Vieweg+Teubner, 2011, ISBN 978-3-8348-1355-8 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
3. ↑ Gross, Dietmar; Hauger, Werner; Schnell, Walter; Wriggers, Peter: Technische Mechanik. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg 2018, ISBN 978-3-662-55694-8, doi:10.1007/978-3-662-55694-8. 
4. ↑ Schramm, Karl-Heinz: Zur Theorie der Schallgeschwindigkeit in Metallen. In: Annalen der Physik. Band 452, Nr. 4–5. Wiley Online Library, 1956, S. 242–248.