Каков модуль упругости сухожилия, если сухожилие длиной 9 см и диаметром 6 мм удлиняется на 1 мм под действием груза массой 31,4 кг?
Инна
Чтобы найти модуль упругости сухожилия, мы можем использовать закон Гука, который описывает связь между удлинением тела, приложенной силой и его модулем упругости.
Закон Гука выглядит так:
\[
F = k \cdot x
\]
где \( F \) - сила, действующая на тело, \( k \) - модуль упругости, а \( x \) - удлинение тела.
В нашем случае, сила, действующая на сухожилие, можно выразить через его массу и ускорение свободного падения:
\[
F = m \cdot g
\]
где \( m \) - масса груза, \( g \) - ускорение свободного падения, примем его равным \( 9,8 \, \text{м/с}^2 \).
Удлинение сухожилия будет разностью исходной длины и увеличенной длины:
\[
x = \Delta L = L - L_0
\]
где \( L \) - увеличенная длина сухожилия, \( L_0 \) - исходная длина сухожилия.
Исходя из данной информации, мы можем выразить модуль упругости сухожилия следующим образом:
\[
k = \frac{F}{x} = \frac{m \cdot g}{L - L_0}
\]
Теперь давайте подставим известные значения:
Масса груза \( m = 31,4 \, \text{кг} \)
Ускорение свободного падения \( g = 9,8 \, \text{м/с}^2 \)
Длина сухожилия \( L = 9 \, \text{см} = 0,09 \, \text{м} \)
Диаметр сухожилия \( d = 6 \, \text{мм} = 0,006 \, \text{м} \)
Удлинение сухожилия \( x = 1 \, \text{мм} = 0,001 \, \text{м} \)
Подставляя данные значения в формулу, получаем:
\[
k = \frac{31,4 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2}{0.09 \, \text{м} - 0,06 \, \text{мм}}
\]
Далее, проведя простейшие арифметические вычисления, получаем конечный результат.
Закон Гука выглядит так:
\[
F = k \cdot x
\]
где \( F \) - сила, действующая на тело, \( k \) - модуль упругости, а \( x \) - удлинение тела.
В нашем случае, сила, действующая на сухожилие, можно выразить через его массу и ускорение свободного падения:
\[
F = m \cdot g
\]
где \( m \) - масса груза, \( g \) - ускорение свободного падения, примем его равным \( 9,8 \, \text{м/с}^2 \).
Удлинение сухожилия будет разностью исходной длины и увеличенной длины:
\[
x = \Delta L = L - L_0
\]
где \( L \) - увеличенная длина сухожилия, \( L_0 \) - исходная длина сухожилия.
Исходя из данной информации, мы можем выразить модуль упругости сухожилия следующим образом:
\[
k = \frac{F}{x} = \frac{m \cdot g}{L - L_0}
\]
Теперь давайте подставим известные значения:
Масса груза \( m = 31,4 \, \text{кг} \)
Ускорение свободного падения \( g = 9,8 \, \text{м/с}^2 \)
Длина сухожилия \( L = 9 \, \text{см} = 0,09 \, \text{м} \)
Диаметр сухожилия \( d = 6 \, \text{мм} = 0,006 \, \text{м} \)
Удлинение сухожилия \( x = 1 \, \text{мм} = 0,001 \, \text{м} \)
Подставляя данные значения в формулу, получаем:
\[
k = \frac{31,4 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2}{0.09 \, \text{м} - 0,06 \, \text{мм}}
\]
Далее, проведя простейшие арифметические вычисления, получаем конечный результат.
Знаешь ответ?