Яким є абсолютне видовження мідного дроту, що має довжину 3 метри та площу перерізу 1 мм2, коли на нього діє підвішений вантаж масою 7 кг? Припустимо, що модуль Юнга для латуні є незмінним.
Lizonka
Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Гука, который устанавливает зависимость между силой, действующей на упругое тело, и его деформацией. Формула для закона Гука выглядит так:
\[ F = k \cdot \Delta L \]
где \( F \) - сила, действующая на металлический провод (в нашем случае это сила тяжести вантажа), \( k \) - коэффициент, называемый модулем Юнга (он характеризует упругие свойства материала), \( \Delta L \) - изменение длины провода под действием силы.
Так как у нас предоставлена площадь поперечного сечения провода и длина, нам потребуется использовать физические формулы для расчета площади перереза провода, а также для определения изменения длины провода.
Для начала найдем площадь поперечного сечения провода. Мы знаем, что площадь перерези провода равна 1 мм². Так как площадь поперечного сечения провода на практике обычно задается в метрах квадратных, переведем миллиметры в метры, разделив значение на \(10^6\):
\[ A = 1 \, \text{мм²} = \frac{1}{10^6} \, \text{м²} = 0.000001 \, \text{м²} \]
Теперь перейдем к нахождению модуля Юнга для латуни. Нам дано, что модуль Юнга для латуни является постоянной величиной. Обозначим его как \( E \).
Теперь мы можем перейти к расчету изменения длины провода. Мы знаем, что исходная длина провода – 3 метра. Воспользуемся формулой Ньютона-Лейбница для нахождения изменения длины провода:
\[ \Delta L = \frac{F}{k} \]
Так как сила тяжести вантажа равна массе умноженной на ускорение свободного падения (\( g \)), формула для силы будет выглядеть так:
\[ F = m \cdot g \]
Подставляем эту формулу в формулу для изменения длины:
\[ \Delta L = \frac{m \cdot g}{k} \]
Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, приступим к их подстановке в формулу. Высчитаем изменение длины провода:
\[ \Delta L = \frac{7 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с²}}{E} \]
В ответе оставим формулу без рассчета, так как в задаче нет конкретных численных значений для модуля Юнга латуни. Таким образом, абсолютное удлинение медного провода длиной 3 метра и с площадью перерези 1 мм², на которое действует подвешенный груз массой 7 кг, можно выразить через формулу:
\[ \Delta L = \frac{7 \cdot 9.8}{E} \]
Однако, для получения конкретного численного значения, вам потребуется знать модуль Юнга для латуни. Это значение должно быть предоставлено или известно из других источников.
\[ F = k \cdot \Delta L \]
где \( F \) - сила, действующая на металлический провод (в нашем случае это сила тяжести вантажа), \( k \) - коэффициент, называемый модулем Юнга (он характеризует упругие свойства материала), \( \Delta L \) - изменение длины провода под действием силы.
Так как у нас предоставлена площадь поперечного сечения провода и длина, нам потребуется использовать физические формулы для расчета площади перереза провода, а также для определения изменения длины провода.
Для начала найдем площадь поперечного сечения провода. Мы знаем, что площадь перерези провода равна 1 мм². Так как площадь поперечного сечения провода на практике обычно задается в метрах квадратных, переведем миллиметры в метры, разделив значение на \(10^6\):
\[ A = 1 \, \text{мм²} = \frac{1}{10^6} \, \text{м²} = 0.000001 \, \text{м²} \]
Теперь перейдем к нахождению модуля Юнга для латуни. Нам дано, что модуль Юнга для латуни является постоянной величиной. Обозначим его как \( E \).
Теперь мы можем перейти к расчету изменения длины провода. Мы знаем, что исходная длина провода – 3 метра. Воспользуемся формулой Ньютона-Лейбница для нахождения изменения длины провода:
\[ \Delta L = \frac{F}{k} \]
Так как сила тяжести вантажа равна массе умноженной на ускорение свободного падения (\( g \)), формула для силы будет выглядеть так:
\[ F = m \cdot g \]
Подставляем эту формулу в формулу для изменения длины:
\[ \Delta L = \frac{m \cdot g}{k} \]
Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, приступим к их подстановке в формулу. Высчитаем изменение длины провода:
\[ \Delta L = \frac{7 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с²}}{E} \]
В ответе оставим формулу без рассчета, так как в задаче нет конкретных численных значений для модуля Юнга латуни. Таким образом, абсолютное удлинение медного провода длиной 3 метра и с площадью перерези 1 мм², на которое действует подвешенный груз массой 7 кг, можно выразить через формулу:
\[ \Delta L = \frac{7 \cdot 9.8}{E} \]
Однако, для получения конкретного численного значения, вам потребуется знать модуль Юнга для латуни. Это значение должно быть предоставлено или известно из других источников.
Знаешь ответ?