Какая сила f будет действовать на упоры, если латунный стержень длиной lo = 1,5 м жестко закреплен между ними

Тема: Тепловое растяжение твёрдых тел

Пояснение:
Для определения силы, которая будет действовать на упоры, мы можем использовать закон Гука, который описывает связь между силой и деформацией тела.
Формула для определения изменения длины стержня под воздействием теплового расширения выглядит следующим образом:

Δl = α * l0 * ΔT

где Δl - изменение длины стержня, α - коэффициент линейного расширения, l0 - изначальная длина стержня, ΔT - изменение температуры.

Мы можем выразить изменение температуры ΔT через количество теплоты q, удельную теплоемкость c и массу стержня m:

ΔT = q / (m * c)

Затем, используя закон Гука, выражаем силу F:

F = k * Δl

где k - жёсткость системы.

Выразим силу F через модуль Юнга e, площадь поперечного сечения стержня A и изменение длины Δl:

F = (e * A / l0) * Δl

Подставим выражение для Δl и получим окончательное выражение для силы F:

F = (e * A / l0) * (α * l0 * ΔT)

Дополнительный материал:
Для данной задачи с известными значениями:
α = 1,9×10–5
l0 = 1,5 м
q = 4,19×10^5 дж
c = 380 дж/кг×к
e = 1,1×10^11 па
r = 8,5×10^3 кг/м^3

Мы можем найти массу стержня используя формулу: m = r * A * l0, где A - площадь поперечного сечения стержня.

Затем, используя выражение для ΔT и полученное значение m, мы можем определить ΔT.

После этого, подставляем все известные значения в итоговую формулу для силы F и вычисляем её.

Совет:
Для лучшего понимания темы теплового расширения, рекомендуется ознакомиться с определениями основных понятий, таких как коэффициент линейного расширения, модуль Юнга и удельная теплоемкость. Также рекомендуется изучить принципы закона Гука и формулу для определения силы в законе Гука.

Задача на проверку:
По заданным значениям:
α = 2,5×10–6
l0 = 2,0 м
q = 6,15×10^5 дж
c = 420 дж/кг×к
e = 1,3×10^11 па
r = 7,9×10^3 кг/м^3

Необходимо определить силу F, которая будет действовать на упоры в данной системе.