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Im Schwerpunkt abgestützt oder aufgehängt bleibt ein Körper in jeder
beliebigen Lage in Ruhe, das heisst im Gleichgewicht. Dass jeder Körper einen
Schwerpunkt hat, ist allgemein bekannt. Weniger bekannt ist, dass auch Flächen
und Linien einen Schwerpunkt haben.
In diesem Mail wollen wir die verschiedenen Schwerpunkte, welche im
technischen Bereich wichtig sind, etwas genauer anschauen.
Körperschwerpunkt
Bei einfachen Grundkörpern ist der Schwerpunkt sofort bekannt oder kann
einfach bestimmt werden. Bei einer Kombination mehreren Grundkörpern kann der
Schwerpunkt meistens mit einem vertretbaren Aufwand berechnet werden.
Ein Schwerpunkt einer ganzen Baugruppe wie diese Treppe ist ohne 3D
CAD-System sehr mühsam zu bestimmen, vermutlich würde er eher durch Versuche
gesucht. Trotzdem ist es oft hilfreich, wenn der Schwerpunkt auch für solche
Anwendungen einfach abgefragt werden kann.
Die Lage des Schwerpunktes eines Körpers wird oft benötigt. Sofort
verständlich ist, dass er für die Bestimmung der Standsicherheit entscheidend
ist. Auch wenn Werkstücke aufgehängt werden, ist die Schwerpunktslage
entscheidend. Aber auch bei vielen Berechnungen für die Bewegung und
Beschleunigung ist der Schwerpunkt wichtig.
Flächenschwerpunkt
Auch Flächen haben einen Schwerpunkt. Wenn wir uns eine Fläche als dünnes
Blech vorstellen, ist es eher verständlich, dass sie einen Schwerpunkt hat.
Dieser Schwerpunkt bleibt aber auch bestehen, wenn die Blechdicke Null wird und
kein Gewicht mehr hat.
Die Fläche des oben stehenden Bildes besteht aus zwei Teilflächen A1 und A2.
Die Schwerpunke S1 und S2 der Teilflächen können einfach bestimmt werden. Wenn
aber die Schwerpunktlage der ganzen Fläche bestimmt werden muss, ist es nicht
mehr so einfach. Dieser Punkt muss berechnet werden. Bei komplexeren Flächen,
wird für die Berechnung meistens ein CAD-System eingesetzt.
Im technischen Bereich gibt es viele Aufgabenstellungen, welche erst gelöst
werden können, wenn der Flächenschwerpunkt bekannt ist. Überall dort, wo Kräfte
auf eine Fläche einwirken, ist der Kraftangriffspunkt im Schwerpunkt der Fläche.
Es kann sich hier um Dichtflächen, Schweissflächen oder auch Pressflächen
handeln.
Linienschwerpunkt
Dass auch Linien einen Schwerpunkt haben, ist möglicherweise nicht so schnell
verständlich. Wenn man sich Linien jedoch als dünne Drähte vorstellt, ist es
eher vorstellbar. Die Linienschwerpunkte liegen auch auf der gleichen Position
wie der Schwerpunkt eines dünnen Drahtes liegen würde.
Bei dem Linienzug nach oben stehendem Bild können auch wieder die
Schwerpunkte der einzelnen Teilstücke bestimmt werden. S1 und S3 liegen auf der
Mitte der entsprechenden Teilstücke l1 und l3. Auch der Punkt S2 kann mit der
richtigen Formel noch einfach bestimmt werden. Die Bestimmung des Schwerpunktes
der ganzen Kontur ist schon etwas aufwändiger, auch hier kann der Einsatz eines
CAD-Systems schnell sinnvoll sein.
Die Bestimmung eines Linienschwerpunktes wird hauptsächlich für die Auslegung
von Schneid- und Stanzwerkzeugen benötigt. | 
