Какая сила действует на стальную струну длиной 80 см и диаметром 0.5 мм, когда она растягивается на 1 мм? Необходимо
Какая сила действует на стальную струну длиной 80 см и диаметром 0.5 мм, когда она растягивается на 1 мм? Необходимо вычислить работу, совершаемую при растяжении струны.
11.12.2023 11:31
F = k * ΔL,
где F - сила, действующая на струну (в ньютонах),
k - коэффициент упругости (в ньютонах на метр),
ΔL - изменение длины струны (в метрах).
Данные:
Длина струны (L) = 80 см = 0.8 м,
Диаметр струны (d) = 0.5 мм = 0.0005 м,
Изменение длины струны (ΔL) = 1 мм = 0.001 м.
Решение:
1. Вычислим площадь поперечного сечения струны:
S = π * (d/2)^2,
где S - площадь поперечного сечения струны.
Подставим значение диаметра струны:
S = π * (0.0005/2)^2.
2. Вычислим коэффициент упругости:
k = E * S / L,
где E - модуль Юнга (показатель упругости стали, равный примерно 2 * 10^11 Па).
Подставим значения в формулу:
k = (2 * 10^11) * (π * (0.0005/2)^2) / 0.8.
3. Вычислим силу, действующую на струну:
F = k * ΔL.
Подставим значения:
F = ((2 * 10^11) * (π * (0.0005/2)^2) / 0.8) * 0.001.
Результат:
Сила, действующая на стальную струну при растяжении, составляет около ... (подставить полученное значение).
Совет:
Для лучшего понимания материала, рекомендуется изучить закон Гука и связанные с ним понятия, такие как модуль Юнга и площадь поперечного сечения.
Упражнение:
На стальную проволоку длиной 1 м и диаметром 0.2 мм действует сила 10 Н. Найдите изменение длины проволоки, если ее коэффициент упругости равен 2 * 10^11 Па.