Какое предельное растяжение троса с жесткостью 370000 Н/м, равным 13 мм, позволит сохранить упругие свойства, если к нему подвесить груз массой а) 250 кг, б) 450 кг?
Физика 11 класс Упругие свойства тел предельное растяжение троса жёсткость троса упругие свойства троса груз масса 250 кг груз масса 450 кг физика 11 класс
Чтобы решить задачу, нам нужно определить предельное растяжение троса, которое позволит сохранить его упругие свойства при подвешивании груза. Для этого воспользуемся законом Гука, который описывает упругие свойства материалов.
Шаг 1: Определим силу, действующую на трос.
Сила, действующая на трос, равна весу груза, который мы будем подвешивать. Вес груза можно вычислить по формуле:
F = m * g
где:
Шаг 2: Найдем максимальное растяжение троса.
Согласно закону Гука, сила, действующая на упругую систему, равна произведению жесткости троса на его растяжение:
F = k * x
где:
Таким образом, растяжение троса можно выразить как:
x = F / k
Шаг 3: Подставим значения для каждого случая.
а) Для груза массой 250 кг:
F = 250 кг * 9.81 м/с² = 2452.5 Н
x = F / k = 2452.5 Н / 370000 Н/м ≈ 0.00663 м = 6.63 мм
б) Для груза массой 450 кг:
F = 450 кг * 9.81 м/с² = 4414.5 Н
x = F / k = 4414.5 Н / 370000 Н/м ≈ 0.01193 м = 11.93 мм
Шаг 4: Сравнение с предельным растяжением.
Предельное растяжение троса составляет 13 мм. Теперь сравним полученные значения:
Вывод: В обоих случаях, при подвешивании грузов 250 кг и 450 кг, трос не превышает предельное растяжение в 13 мм, и его упругие свойства сохраняются.