Allgemeines zum Studienfach Ingenieurwissenschaften
Das Studium der Ingenieurwissenschaften beinhaltet sowohl technische als auch naturwissenschaftliche Fächer. Hierbei wird praxisorientiert gearbeitet und gelernt, um einen guten Einstieg in die Forschung und die freie Wirtschaft zu ermöglichen. In Regelstudienzeit beträgt das Ingenieurwissenschaft Studium sechs Semester.
StudySmarter bietet Dir während Deines Studiums die Möglichkeit, alle wichtigen Lerninhalte der Ingenieurwissenschaften in Deinem eigenen Lerntempo und mit Deinen eigenen Lernstrategien zu verinnerlichen. Auch im späteren Studienverlauf kannst Du mithilfe von StudySmarter Dein Wissen zu den Grundlagen und Deinen Wahlpflichtfächern erweitern. So kannst Du in Deinen nächsten Klausuren im Ingenieurwissenschaft Studium sehr gute Leistungen erzielen.
Kerndisziplinen des Studiums der Ingenieurwissenschaften
Die Ingenieurwissenschaften beinhaltet naturwissenschaftliche und technische Fächer. Zu Beginn des Studiums spielen Mathematik, Physik, Chemie, Informatik und BWL eine wichtige Rolle. Später kommen zusätzlich verschiedene Schwerpunkte hinzu, beispielsweise Umweltschutz oder Luft- und Raumfahrttechnik.
Abhängig davon, welchen Schwerpunkt Du in Deinem Studium wählst, werden unterschiedliche Themengebiete angesprochen. Auf StudySmarter findest Du sämtliche Inhalte des Ingenieurwissenschaft Studiums, unter anderem:
Technische Mechanik
Statik
Festigkeitslehre
Dynamik
Strömung
Elektrotechnik
Fahrzeugtechnik
Wärmelehre
Das Ziel des Studiums der Ingenieurwissenschaften beinhaltet, den Studenten und Studentinnen einen Einblick in die Grundlagen der Naturwissenschaften und Technik zu liefern und ihnen damit die Möglichkeit zu eröffnen, in der Forschung oder Wirtschaft tätig zu werden. Dafür wird während des Studiums besonders viel Wert auf einen starken Praxisbezug gelegt. Das Ingenieurwissenschaft Studium beschäftigt sich vor allem mit den bereits genannten Themen, die im Anschluss noch einmal genauer betrachtet werden.
Statik
Die Statik ist ein Teilgebiet der Mechanik und beinhaltet ruhende Körper und Körper, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegen. Hierbei befinden sich alle Kräfte im Gleichgewicht. Dabei wird außerdem zwischen festen Körpern und Flüssigkeiten unterschieden, wobei die Festkörper Statik für die Ingenieurwissenschaften eine bedeutendere Rolle spielt.
Zu der gesamten Mechanik gehört das Berechnen von Schwerpunkten einzelner Flächen und das Auflagekräfte berechnen, sowie die Reibungskraft. Zur Reibung zählt in der Statik die sogenannte Haftreibung. Schnittgrößen gehören dagegen hauptsächlich zur technischen Mechanik.
Festigkeitslehre
Im Bauwesen und auch im Maschinenbau spielt die Festigkeitslehre eine besonders wichtige Rolle. Durch ihre Gesetze wird die Belastung von Bauwerken und Maschinen berechnet. Dabei wird dafür gesorgt, dass die Spannung und die damit zusammenhängenden Verformungen in einem Körper vermieden werden.
Allerdings lassen sich einige Stoffe auch in geringen Maße verbiegen. Die Biegung eines elastischen Balkens wird in der Balkentheorie berechnet, indem die Biegelinie mit Hilfe des Elastizitätsmoduls und der Flächenträgheitsmomente mittelt wird. Die Größe bis zu der ein Werkstoff verformbar ist, wird durch die Streckgrenze angegeben, während die Schubspannung darstellt, welche Beanspruchung innerhalb des Körpers wirkt.
Auch die Temperatur ist bei der Festigkeitslehre ein bedeutender Faktor. Je nach Temperaturänderung und Wärmeausdehnungskoeffizient kann sich die Länge eines Gegenstandes verändern. Häufig dehnt sich ein Werkstoff bei Wärme aus, während er sich bei Kälte zusammenzieht.
Dynamik
Die Dynamik ist, neben der Statik und der Festigkeitslehre, ein Teilgebiet der Mechanik und beschäftigt sich mit der Wirkung von Kräften und der Bewegung von Körpern in Abhängigkeit der Kräfte, die auf sie einwirken. Die Einwirkungen der Kräfte sind als kinetische Energie und potenzielle Energie bekannt. Dabei gibt es unterschiedliche Formeln zur Berechnung der verschiedenen einwirkenden Kräfte, häufig mithilfe des sogenannten Kräfteparallelogramms:
Gewichtskraft
Federkraft
Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft
Normalkraft und Hangabtriebskraft
Corioliskraft
Neben der Einwirkung von Kraft auf starre Körper, werden ebenso verschiedene Schwingungen betrachtet. Diese unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Schwingungsdauer und Amplitude.
Schwingungen | Bedeutung | Beispiel |
Harmonische Schwingung | Regelmäßige Schwingungen in Form einer Sinus-Funktion | z.B. Federpendel, Fadenpendel, … |
Gedämpfte Schwingung | Mit der Zeit abnehmende Schwingung, durch Reibungsverlust | z.B. Stimmgabel, Gitarre, … |
Erzwungene Schwingung | Bewegung durch äußere Anregung | z.B. rotierende Maschinenteile, … |
Eigenfrequenz und freie Schwingung | Schwingung ohne äußere Einflüsse | z.B. Federpendel, physikalisches Pendel, … |
In der Statik wird zusätzlich der Massenträgheitsmoment einbezogen, um entsprechende Probleme zu lösen. Aus diesem Grund baut die Dynamik auf der Statik auf.
Generell beschäftigt sich die Dynamik mit der Veränderung des Bewegungszustandes eines Körpers. Diese Veränderung der Geschwindigkeit wird in der Physik als Beschleunigung bezeichnet. Je nachdem, in welche Richtung beschleunigt wird, wirken unterschiedliche Trägheitskräfte. Für Kreisbewegungen werden beispielsweise die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung eingesetzt.
Strömungsmechanik
Bei der Strömungsmechanik wird sich mit dem Verhalten von Flüssigkeiten beschäftigt. Gesetzmäßigkeiten, die aus diesen Schlussfolgerungen gezogen werden, werden beispielsweise verwendet, um Strömungen zu überwachen und Probleme mit um- und durchströmten Bauteilen zu lösen. Ein Beispiel für die Darstellung einer Strömung ist die Navier Stokes Gleichung.
Man unterscheidet zwischen verschiedenen Strömungen, wie etwa die laminare und turbulente Strömung. Während bei der turbulenten Strömung ein ungleichmäßiges Strömungsmuster entsteht, besitzt die laminare Strömung ein gleichmäßiges Muster.
Die Strömungsmechanik beinhaltet außerdem verschiedene Teilgebiete. Die Fluidstatik behandelt ruhende Flüssigkeiten und misst unter anderem die Auftriebskraft von schwimmenden Körpern, sowie den hydrostatischen Druck.
In der Ähnlichkeitstheorie werden dagegen bekannte Systeme auf schwer zugängliche Systeme übertragen, indem die sogenannten Reynolds-Zahlen miteinander verglichen werden. Hierfür werden unter anderem Windkanäle verwendet. Auch die Stromfadentheorie, die Potenzialströmungen und viele weitere sind Teilgebiete der Strömungsmechanik.
Fahrzeugtechnik
Die Fahrzeugtechnik gehört vor allem zum Maschinenbau Studium, spielt aber auch in den Ingenieurwissenschaften eine Rolle. Dabei geht es besonders um die Konstruktion und den Betrieb von Fahrzeugen und deren einzelnen Bestandteilen.
Die Grundlagen hierfür bieten verschiedene Naturwissenschaften, wie die Thermodynamik und die Fluidmechanik. Auch der Luftwiderstand gehört zu den zu beachtenden Faktoren.
Wärmelehre
Ursprünglich beschäftigte sich die Wärmelehre mit der Frage nach der Umwandlung von Wärme in mechanische Arbeit. In den Ingenieurwissenschaften werden hauptsächlich die unterschiedlichen Möglichkeiten der Umwandlung von Energie betrachtet. Dabei spielen verschiedene Faktoren eine wichtige Rolle:
Wärmekapazität
Wärmestrahlung
Wärmedurchgangskoeffizient
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Häufig gestellte Fragen zum Thema Ingenieurwissenschaften
Was gehört alles zu Ingenieurwissenschaften?
Zu den Ingenieurwissenschaften gehören eine Reihe von Disziplinen, einschließlich Bauingenieurwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik, Industrieingenieurwesen und Chemieingenieurwesen. Die Ingenieurwissenschaften umfassen auch Spezialisierungen wie Umwelttechnik, Biotechnik, Luft- und Raumfahrttechnik.
Was lernt man in Ingenieurwissenschaften?
In den Ingenieurwissenschaften lernt man das grundlegende Wissen in Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik, das für alle Ingenieursdisziplinen erforderlich ist. Man erlernt auch die Anwendung dieser Prinzipien zur Lösung spezifischer technischer Probleme. Darüber hinaus umfasst das Studium häufig Projektmanagement und Kommunikation, um den Studierenden zu helfen, effektive Teammitglieder und Führungskräfte zu werden.
Was macht man im Ingenieurwissenschaften Studium?
Während eines Ingenieurstudiums verbringt man Zeit in Vorlesungen und Laboren, um theoretisches Wissen und praktische Fertigkeiten zu erwerben. Man arbeitet oft an realen Projekten, um das gelernte Wissen anzuwenden und Lösungen für technische Herausforderungen zu finden. In späteren Studienphasen hat man die Möglichkeit, sich auf spezifische Bereiche zu spezialisieren, basierend auf persönlichem Interesse und Karrierezielen.
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