пж помоги с физикой умаляю даю 50балов
Ответы
Ответ:
Объяснение:
1 Для визначення сили, яка створює напругу в стержні, ми можемо скористатися формулою напруги:
σ = F/A
де σ - напруга, F - сила, яка створює напругу, A - площа перерізу стержня.
Ми знаємо, що напруга становить 150 МПа, а діаметр стержня дорівнює 4 мм, тобто радіус становить 2 мм (0,002 м). Площа перерізу стержня дорівнює:
A = πr^2 = π(0,002 м)^2 ≈ 1,2566 × 10^-5 м^2
Тепер, за допомогою формули напруги, ми можемо знайти силу:
F = σA = 150 МПа × 1,2566 × 10^-5 м^2 ≈ 1,8849 кН
Отже, сила, яка спричиняє напругу 150 МПа в стержні діаметром 4 мм, дорівнює близько 1,8849 кН і спрямована уздовж осі стержня.
2 Для визначення діаметра стержня необхідно скористатися формулою напруги:
σ = F/A
де σ - напруга, F - сила, яка створює напругу, A - площа перерізу стержня.
Ми знаємо, що напруга повинна дорівнювати 6 10 Н/М^2, а сила, яка створює напругу, дорівнює 25 кН (25 000 Н). Підставивши ці значення в формулу, отримаємо:
6 10 Н/М^2 = 25 000 Н / A
A = 25 000 Н / 6 10 Н/М^2 ≈ 41 667 × 10^-6 м^2
Тепер можемо знайти діаметр стержня, використовуючи формулу для площі перерізу круга:
A = πr^2
r^2 = A / π = 41 667 × 10^-6 м^2 / π
r ≈ 0.0082 м
d = 2r ≈ 0.016 м або 16 мм
Отже, необхідно взяти стальний стержень діаметром близько 16 мм, щоб при навантаженні 25 кН розтягуюча напруга дорівнювала 6 10 Н/М^2.
3 Для визначення розтягуючої сили, необхідно скористатися законом Гука:
F = σAΔl
де F - розтягуюча сила, σ - напруга, A - площа поперечного перерізу дроту, Δl - зміна довжини дроту.
Зміна довжини дроту дорівнює 2 мм (0,002 м), а площа поперечного перерізу дроту дорівнює 10^-9 м^2. Для визначення напруги необхідно спочатку визначити деформацію дроту, яка відбувається при подовженні на 2 мм:
ε = Δl / l
де l - початкова довжина дроту.
l = 3,6 м = 3600 мм
ε = 0,002 м / 3600 мм ≈ 5.56 × 10^-7
F = (200 × 10^9 Н/м^2) × (10^-9 м^2) × (5.56 × 10^-7) / (3600 мм)
F ≈ 3.11 Н
Отже, необхідно прикласти розтягуючу силу близько 3,11 Н до сталевого дроту довжиною 3,6 м і з площею поперечного перерізу 10^-9 м^2 для подовження його на 2 мм.
4 Спочатку знайдемо силу, яка діє на дріт. Оскільки до дроту підвішений вантаж масою 5 кг, то сила, що діє на дріт, дорівнює силі тяжіння вантажу:
F = m*g,
де m - маса вантажу (в кг),
g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²).
Підставляючи відомі значення, отримуємо:
F = 5 кг * 9,8 м/с² = 49 Н.
Тепер знайдемо площу поперечного перерізу дроту. За умовою вона дорівнює 0,5 мм², або 0,5 * 10^(-6) м². Підставляємо відомі значення в формулу для механічної напруги:
σ = F/A = 49 Н / 0,5 * 10^(-6) м² = 9,8 * 10^7 Па.
Отже, механічна напруга в дроті дорівнює 9,8 * 10^7 Па.
Підставляємо відомі значення в формулу для зміни довжини:
Δl = 49 Н * l₀ / (1,2 * 10^11 Па * 0,5 * 10^(-6) м²) = 2,04