Какова должна быть наименьшая сторона квадрата из стали, чтобы его относительное удлинение не превышало I/2000

Какова должна быть наименьшая сторона квадрата из стали, чтобы его относительное удлинение не превышало I/2000 и напряжение не превышало 120 МПа? Данные: усилие F=120 кН, модуль упругости стали E=2*10^5 МПа.
Basya_3146

Basya_3146

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать закон Гука и формулу для относительного удлинения материала.

Итак, начнем с формулы закона Гука:

σ=FA

где σ - напряжение, F - усилие и A - площадь сечения.

Затем, воспользуемся формулой для относительного удлинения:

ΔLL=σE

где ΔL - изменение длины, L - исходная длина, σ - напряжение и E - модуль упругости.

Мы хотим, чтобы относительное удлинение не превышало I/2000 и напряжение не превышало 120МПа. Поэтому, мы можем записать два условия:

ΔLLI2000
σ120МПа

Давайте решим задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем площадь сечения квадрата. Пусть сторона квадрата равна x, тогда его площадь будет A=x2.

Шаг 2: Найдем напряжение в стали. Подставим значение усилия F=120кН и площади сечения A=x2 в формулу напряжения:

σ=FA=120×103x2

Шаг 3: Найдем относительное удлинение материала. Подставим значение модуля упругости E=2×105 и напряжения σ в формулу относительного удлинения:

ΔLL=σE=120×103x22×105=6x2×103

Шаг 4: Установим условия задачи для относительного удлинения и напряжения:

ΔLLI20006x2×103I2000
σ120МПа

Шаг 5: Решим первое неравенство относительного удлинения для x:

6x2×103I2000
6x2I2000×1103=I2
x22I×6
x212I

Шаг 6: Решим второе неравенство напряжения для x:

σ120МПа
120×103x2120МПа
x2120×103120×106
x2103

Шаг 7: Сравним результаты из шагов 5 и 6 и выберем наибольшее значение x2:

x2max(12I,103)

Найдем наименьшее положительное значение для x из этого неравенства, чтобы его относительное удлинение не превышало I/2000 и напряжение не превышало 120МПа.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello