Які зусилля потрібно застосувати до сталевого стержня площею поперечного перерізу 1,44 см2, щоб мати запас міцності

Сила или усилие, необходимое для применения, можно рассчитать, используя формулу усилия:

Усилие = Площадь поперечного сечения x Напряжение

Нам дана площадь поперечного сечения стального стержня равная 1,44 см² и предел прочности стали, который составляет 400 МПа. Поскольку нам нужно создать запас прочности в пять раз больше, мы должны применить усилие, которое в пять раз превышает предел прочности стали.

Итак, сначала мы должны узнать усилие, соответствующее пределу прочности стали, а затем умножить его на пять:

Усилие = Площадь поперечного сечения x Предел прочности стали

Усилие = 1,44 см² x 400 МПа

Обратите внимание, что единицы должны быть согласованы, поэтому необходимо провести преобразование размерностей. В формуле используются миллиметры, так что площадь нужно преобразовать из см² в мм², умножив ее на 100 мм²/1 см²:

Усилие = (1,44 см² x 100 мм²/1 см²) x 400 МПа

получается

Усилие = 144 мм² x 400 МПа

затем

Усилие = 57 600 мм²*МПа

чтобы получить усилие в Ньютонах, мы должны преобразовать единицы миллиметров и МПа в метры и Па:

Усилие = 57 600 мм²*МПа x 1 м² / (1 000 000 мм² * 1 000 000 Па/1 МПа)

получается

Усилие = 0,0576 Н

Таким образом, для достижения запаса прочности в пять раз больше, нам необходимо применить усилие в размере 0,0576 Нутонов.