Каково абсолютное удлинение стальной проволоки длиной 4 м и площадью поперечного сечения 0,25 мм, подвешенной грузом
Каково абсолютное удлинение стальной проволоки длиной 4 м и площадью поперечного сечения 0,25 мм, подвешенной грузом массой 4 кг, при условии модуля упругости e = 210 ГПа?
23.12.2023 11:23
Объяснение: Для вычисления абсолютного удлинения стальной проволоки мы можем использовать закон Гука. Согласно этому закону, абсолютное удлинение проволоки прямо пропорционально силе, действующей на нее, и обратно пропорционально ее жесткости. Формула для абсолютного удлинения проволоки выглядит следующим образом:
δ = (F * L) / (A * E)
где:
δ - абсолютное удлинение проволоки,
F - сила, действующая на проволоку (в нашем случае это вес груза),
L - длина проволоки,
A - площадь поперечного сечения проволоки,
E - модуль упругости стали.
Подставим известные значения в формулу:
F = масса * ускорение свободного падения = 4 кг * 9,8 м/с² = 39,2 Н,
L = 4 м,
A = 0,25 мм² = 0,00025 м²,
E = 210 ГПа = 210 * 10^9 Па.
Теперь мы можем решить задачу, подставив значения в формулу:
δ = (39,2 * 4) / (0,00025 * 210 * 10^9)
Расчеты показывают, что абсолютное удлинение стальной проволоки равно приблизительно 0,296 мм. Таким образом, проволока удлинится на 0,296 мм под воздействием груза массой 4 кг.
Упражнение: Каково будет абсолютное удлинение той же проволоки, если масса груза увеличится до 8 кг? (Снова использовать модуль упругости E = 210 ГПа)