Чтобы определить относительное сжатие чугунной колонны, сначала нужно рассчитать площадь поперечного сечения, затем использовать закон Гука для определения деформации. Вот шаги решения:
- Переведите размеры в метры:
- Наружный диаметр: 25 см = 0,25 м
- Толщина стенки: 25 мм = 0,025 м
- Определите внутренний диаметр:
- Внутренний диаметр = Наружный диаметр - 2 * Толщина стенки = 0,25 м - 2 * 0,025 м = 0,20 м
- Рассчитайте площадь поперечного сечения:
- Площадь кольцевого сечения = (Площадь внешнего круга) - (Площадь внутреннего круга)
- Площадь внешнего круга = π * (0,25/2)^2
- Площадь внутреннего круга = π * (0,20/2)^2
- Площадь кольцевого сечения = π * (0,25/2)^2 - π * (0,20/2)^2
- Площадь кольцевого сечения = π * (0,125^2) - π * (0,10^2)
- Площадь кольцевого сечения = π * (0,015625 - 0,01) = π * 0,005625
- Площадь кольцевого сечения ≈ 0,0177 м²
- Рассчитайте напряжение:
- Напряжение = Сила / Площадь = 50 тонн / 0,0177 м²
- Переведите тонны в Ньютоны: 50 тонн = 50,000 кг * 9,81 м/с² = 490,500 Н
- Напряжение = 490,500 Н / 0,0177 м² ≈ 27,713,559 Н/м²
- Используйте модуль Юнга для чугуна:
- Модуль Юнга для чугуна примерно равен 100 ГПа = 100 * 10^9 Н/м²
- Рассчитайте относительное сжатие:
- Относительное сжатие = Напряжение / Модуль Юнга
- Относительное сжатие = 27,713,559 Н/м² / 100 * 10^9 Н/м²
- Относительное сжатие ≈ 2.77 * 10^-4
Таким образом, относительное сжатие колонны составляет примерно 2.77 * 10^-4.