Um diese Aufgabe lösen zu können, müssen Sie zunächst das Prinzip des Zugversuchs kennen. Hierbei wird ein Werkstoff zur Ermittlung der Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Streckgrenze und weiterer Werkstoffwerte so lange gedehnt, bis er bricht. Die gemessenen Werte werden in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm festgehalten. Stellen Sie sich nun vor, Ihnen liegt ein senkrechter Metallstab mit einem quadratischen Querschnitt vor. Der Werkstoff verfügt über eine Mindest-Streckgrenze (= Re) von 235 MPa (N/mm²). Er wird im Zugversuch mit einer statischen Kraft von 21.300 N belastet. Das ist die Krafteinwirkung, die bei Betrieb des Riesenrads erwartet wird. Wie lang müssten die Quer-Kanten des Stabes mindestens sein, damit er sich unter dieser Belastung nicht verformt? Solche und ähnliche Aufgaben gilt es im Studium des Maschinenbaus mathematisch herzuleiten.

Fazit: Im Studium wie im Beruf wird Mathematik Ihr treuer Begleiter sein.

Zur Erstellung technischer Zeichnungen existieren unterschiedliche, nach DIN ISO 5456-2 normierte Darstellungsmethoden. Hierzu gehören die sogenannte Projektionsmethode 1, Projektionsmethode 3, Pfeilmethode und gespiegelte orthogonale Darstellung. Als Maschinenbauer weiß man, dass in Europa zumeist die Projektionsmethode 1 angewendet wird (in Amerika z.B. ist es die Projektionsmethode 3). Sie würden also, nach vorheriger Absprache mit dem Auftraggeber, voraussichtlich nach Methode 1 arbeiten. Hierzu müssten Sie zunächst bestimmen, welche Ansicht des Bauteils die Vorderansicht sein soll. Sie sollten die Fläche wählen, die die meisten Informationen über Abmessungen und Form vermittelt. Die Vorderansicht wird in der Zeichnung, welche Sie i.d.R. am Computer anfertigen, mittig plaziert. Würde man das Werkstück mit der Vorderansicht nach oben auf diese Position legen, erhielte man alle weiteren Ansichten, indem man das Werkstück von hier aus jeweils um 90° umklappt. Für die Darstellung der Rückansicht wäre das Werkstück 2x um 90° nach rechts zu drehen. Voilá!

Fazit: Als Maschinenbauer*in braucht man gutes räumliches Vorstellungsvermögen.

Wärmelehre und thermische Prozesse sind Ihnen vielleicht noch aus dem Physik unterricht bekannt. Sie sind Bestandteile einer Vielzahl an Alltags- und Industriemaschinen und spielen beispielsweise bei der Bestimmung des Erhitzungsgrades und der Abwärme des Kolbengehäuses eines Verbrennungsmotors eine Rolle. Aber auch wenn es um das Verlegen neuer Kupferrohre in einem Heizkessel geht. Im hiesigen Beispiel mit der Kaffeemaschine bestünde Ihre Aufgabe darin, zu bestimmen, wieviel Energie zur Erhitzung der Wassermenge (V) von Raumtempartur auf 80 °C (der vermeintlich perfekten Wassertempertur für Kaffee, da hier noch keine Ausschüttung von Bitterstoffen stattfindet). Hierzu relevant ist die Dichte und spezifische Wärmekapazität des verwendeten Wassers sowie die Raum-/Wassertemperatur vor der Erhitzung. Mit diesen Angaben lässt sich die für die Zieltemperatur notwendige Energiemenge ermitteln, anschließend die Vorgangszeit bestimmen und, im Umkehrschluss, die gewünschte Zeitoptimierung mittels der Veränderung der Energiezufuhr vornehmen.

Fazit: Ein guter Zugang zu Physik ist im Maschinenbau essenziell.