Какая масса груза должна быть подвешена к стальному тросу диаметром 1 см и длиной 2 м, чтобы удлинение составляло 1 мм? Известен модуль Юнга.
Petrovna_8116
Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать формулу, связывающую модуль Юнга (E), площадь поперечного сечения (A), длину проволоки (L) и изменение длины (ΔL). Формула имеет следующий вид:
\[ F = \frac{E \cdot A \cdot \Delta L}{L} \]
Где:
F - сила, действующая на проволоку (тяжесть груза),
E - модуль Юнга стали,
A - площадь поперечного сечения стального троса,
ΔL - изменение длины стального троса,
L - начальная длина стального троса.
Первым шагом нужно определить площадь поперечного сечения стального троса. Площадь поперечного сечения круга вычисляется с помощью формулы:
\[ A = \pi \cdot r^2 \]
Где:
A - площадь поперечного сечения,
π - число пи (примерное значение 3.14159),
r - радиус круга (половина диаметра).
В нашем случае, диаметр стального троса равен 1 см, поэтому радиус будет равен половине диаметра, то есть \( r = \frac{1}{2} \) см.
Подставляем известные значения в формулу площади поперечного сечения:
\[ A = 3.14159 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^2 \]
Вычисляем площадь поперечного сечения:
\[ A = 0.78539 \, \text{см}^2 \]
Теперь, когда у нас есть площадь поперечного сечения, модуль Юнга и изменение длины, мы можем подставить значения в основную формулу для определения массы груза.
\[ F = \frac{E \cdot A \cdot \Delta L}{L} \]
Известное изменение длины составляет 1 мм, или 0.1 см. Также, по условию задачи, длина стального троса составляет 2 метра, или 200 см. Подставляем известные значения:
\[ F = \frac{E \cdot 0.78539 \, \text{см}^2 \cdot 0.1 \, \text{см}}{200 \, \text{см}} \]
Теперь нам нужно знать значение модуля Юнга, чтобы продолжить. Если у вас есть его значение, пожалуйста, укажите его.
\[ F = \frac{E \cdot A \cdot \Delta L}{L} \]
Где:
F - сила, действующая на проволоку (тяжесть груза),
E - модуль Юнга стали,
A - площадь поперечного сечения стального троса,
ΔL - изменение длины стального троса,
L - начальная длина стального троса.
Первым шагом нужно определить площадь поперечного сечения стального троса. Площадь поперечного сечения круга вычисляется с помощью формулы:
\[ A = \pi \cdot r^2 \]
Где:
A - площадь поперечного сечения,
π - число пи (примерное значение 3.14159),
r - радиус круга (половина диаметра).
В нашем случае, диаметр стального троса равен 1 см, поэтому радиус будет равен половине диаметра, то есть \( r = \frac{1}{2} \) см.
Подставляем известные значения в формулу площади поперечного сечения:
\[ A = 3.14159 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^2 \]
Вычисляем площадь поперечного сечения:
\[ A = 0.78539 \, \text{см}^2 \]
Теперь, когда у нас есть площадь поперечного сечения, модуль Юнга и изменение длины, мы можем подставить значения в основную формулу для определения массы груза.
\[ F = \frac{E \cdot A \cdot \Delta L}{L} \]
Известное изменение длины составляет 1 мм, или 0.1 см. Также, по условию задачи, длина стального троса составляет 2 метра, или 200 см. Подставляем известные значения:
\[ F = \frac{E \cdot 0.78539 \, \text{см}^2 \cdot 0.1 \, \text{см}}{200 \, \text{см}} \]
Теперь нам нужно знать значение модуля Юнга, чтобы продолжить. Если у вас есть его значение, пожалуйста, укажите его.
Знаешь ответ?