Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Динамика => Механика => Сила упругости => : Антон Огурцевич 21 May 2017, 15:27

: Определите относительное удлинение алюминиевого стержня
: Антон Огурцевич 21 May 2017, 15:27
55. Определите относительное удлинение алюминиевого стержня, если при его растяжении затрачена работа 6,9 Дж. Длина стержня 1 м, площадь поперечного сечения 1 мм2, модуль Юнга для алюминия 69 ГПа. Сделать рисунок.
: Re: Определите относительное удлинение алюминиевого стержня
: Сергей 24 May 2017, 20:25
Решение.
Максимальная сила которая действует на стержень определим по формуле
F = k∙∆l   (1).
Растягивающую силу определим по формуле:
F = σ∙S   (2).
σ – механическое напряжение, S – сечение медной проволоки.
(2) подставим в (1) выразим жесткость стержня
\[ k\cdot \Delta l=\sigma \cdot S,k=\frac{\sigma \cdot S}{\Delta l}(3).
 \]
Механическое напряжение определим по формуле:
σ = Е∙│ε│   (4).
ε – относительное удлинение, Е – модуль Юнга.
\[ \varepsilon =\frac{\Delta l}{{{l}_{0}}}(5). \]
Работу затраченную на растяжение стержня определим по формуле
\[ A=\frac{k\cdot {{(\Delta l)}^{2}}}{2}(6).A=\frac{\sigma \cdot S\cdot {{(\Delta l)}^{2}}}{\Delta l\cdot 2},A=\frac{E\cdot \left| \varepsilon  \right|\cdot S\cdot \Delta l}{2}(7).
 \]
Правую часть умножим и поделим на длину стержня и выразим относительное удлинение алюминиевого стержня
\[ \begin{align}
  & A=\frac{E\cdot \left| \varepsilon  \right|\cdot S\cdot \Delta l\cdot {{l}_{0}}}{2\cdot {{l}_{0}}},A=\frac{E\cdot \left| \varepsilon  \right|\cdot S\cdot \left| \varepsilon  \right|\cdot {{l}_{0}}}{2},A=\frac{E\cdot {{\varepsilon }^{2}}\cdot S\cdot {{l}_{0}}}{2}\varepsilon =\sqrt{\frac{2\cdot A}{E\cdot S\cdot {{l}_{0}}}}(7). \\
 & \varepsilon =\sqrt{\frac{2\cdot 6,9}{69\cdot {{10}^{9}}\cdot {{10}^{-6}}\cdot 1}}=0,0141. \\
\end{align} \]
Ответ: 0,0141.