Задача на использование закона Гука и понятие «механическое напряжение». Задача интересна, прежде всего формулой для определения жёсткости, которую можно использовать при решении некоторых тестовых задач.

Чему равно удлинение латунного стержня длиной 4 м, имеющего площадь поперечного сечения 0,4 см², под действием силы 1 кН? Модуль упругости латуни 10¹¹ Па.

Данная тема в последнее время на уроках физики рассматривается все реже и реже. А ведь раньше в школьной программе даже была лабораторная работа «Определение модуля Юнга резины». Хотя некоторые вопросы и формулы ох как могли бы пригодиться при решении тестовых задач.

Под действием силы в латунном стержне возникает механическое напряжение, которое определяется по формуле:С другой стороны, одной из формулировок закона Гука является следующая: механическое напряжение прямо пропорционально относительному  удлинению (коэффициентом пропорциональности является модуль Юнга Е, который находится из таблиц).Приравнивая правые части обоих формул, где сомножитель, стоящий справа, — относительное удлинение стержня, определяемое по формуле: Отсюда выражаем удлинение стержня. Остаётся подставить численные значения физических величин и определить итоговый ответ.

Важно! Хочется еще раз заострить Ваше внимание на формуле, из которой можно выразить силу упругости, возникающую в образце.

Сравнивая эту формулу с законом Гука, известным с курса физики 7-го класса, можно заметить дробь. Эта дробь не что иное, как коэффициент жёсткости, который периодически встречается в задачах. Зная эту формулу можно легко ответить, например, на такие вопросы: как изменится период колебаний груза на пружине, если последовательно (параллельно) подцепить еще такую же пружину; как изменится частота колебаний.

Важно! Для получения правильного ответа нужно перевести величины в систему СИ.

 

 

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.