Какая должна быть длина стальной проволоки, чтобы предотвратить ее разрыв

Question

Физика: Какая должна быть длина стальной проволоки, чтобы предотвратить ее разрыв под собственным весом, если предел прочности составляет 170 МПа, а плотность равна 7800 кг/м^3​?

Звёздочка · Accepted Answer

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые физические формулы. Для начала, давайте введем следующие обозначения:

L

- искомая длина стальной проволоки (в метрах)

S

- площадь поперечного сечения стальной проволоки (в квадратных метрах)

g

- ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с²)

σ

- предел прочности стали (в паскалях)

ρ

- плотность стали (в килограммах на кубический метр)

Теперь перейдем к решению задачи.

1) Сначала найдем массу проволоки.
Массу можно найти, умножив плотность стали на объем. Объем проволоки, в свою очередь, можно выразить как площадь поперечного сечения, умноженную на искомую длину, т.е.:

m = ρ \cdot V = ρ \cdot S \cdot L

2) Затем найдем силу, действующую на проволоку вследствие ее собственного веса.
Сила равна массе, умноженной на ускорение свободного падения, т.е.:

F = m \cdot g = ρ \cdot S \cdot L \cdot g

3) Теперь применим формулу для напряжения:

σ = \frac{F}{S}

170 \times 10^{6} Па = \frac{ρ \cdot S \cdot L \cdot g}{S}

Мы можем сократить площади поперечного сечения и получить выражение:

170 \times 10^{6} Па = ρ \cdot L \cdot g

4) Из этого уравнения мы можем выразить искомую длину проволоки

L

:

L = \frac{170 \times 10^{6} Па}{ρ \cdot g}

Теперь осталось только подставить известные значения (

ρ = 7800 {кг/м}^{3}

и

g = 9.8 {м/с}^{2}

) и решить полученное уравнение:

L = \frac{170 \times 10^{6} Па}{7800 {кг/м}^{3} \cdot 9.8 {м/с}^{2}}

После всех вычислений получим значение

L

. Ответ будет представлять собой численное значение длины стальной проволоки для предотвращения ее разрыва под собственным весом.

Какая должна быть длина стальной проволоки, чтобы предотвратить ее разрыв под собственным весом, если предел прочности

Звёздочка

О проекте

Предметы

Задать вопрос

Привет!