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Scherung (Mechanik)

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Bild:Shear scherung.jpg
Prinzip der Scherung

Als Scherung wird eine bestimmte Art der Verformung eines Körpers unter Einwirkung einer Kraft bezeichnet. Bei der Scherung wirkt die Kraft parallel (in diesem Fall gleichbedeutend mit tangential) zu einer Seitenfläche des Körpers. Kann sich seine Grundfläche nicht bewegen, so wird die Seitenfläche relativ zu dieser verschoben.

Beispielhaft kann man sich dazu ein Buch vorstellen, das flach auf einem Tisch aufliegt. Verschiebt man nun die Oberfläche des Buches parallel zur Tischplatte (dies ist die tangential wirkende Kraft), so wird der Buchrücken um einen gewissen Winkel ausgelenkt, außerdem hat sich die Buchoberseite um eine gewisse Strecke verschoben.

Bei der Scherung steht die Scherkraft F mit der Schubspannung (oder Scherspannung) τ und der Fläche A im Verhältnis \tau = \frac{F}{A}.

Die Scherspannung hat die physikalische Dimension eines Drucks, also Kraft pro Fläche. Die SI-Einheit ist damit das Pascal (Pa), also N/m² - Newton pro Quadratmeter.

Der Scherwinkel θ, um den die Kanten verkippt werden, ist, solange er nicht zu groß wird, der wirkenden Kraft proportional, die Proportionalitätskonstante ist der Schubmodul oder Schermodul: τ = GA

Außerdem hat sich die Buchoberseite um eine Strecke Δx verschoben. Weiter definiert man die Scherung γ als das Verhältnis von Längenänderung Δx und Höhe l des Körpers: \gamma = \frac{\Delta x}{l}

In der Geologie unterscheidet man zwischen den beiden Endgliedern reine Scherung (auch koaxiale Scherung oder reine Kompression) und einfache Scherung (auch nicht-koaxiale Scherung). Einfache Scherung beinhaltet im Vergleich zur reinen Scherung eine zusätzliche Rotationskomponente. Diese beiden Komponenten werden auch zur Diskussion von transpressiver (Kompression plus Lateralbewegung) und transtensiver (Extension plus Lateralbewegung) Tektonik gebraucht.

Siehe auch: Scherung (Geometrie), Windscherung

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