Яка максимальна навантажувальна опірна сила, яку може витримати причіпний пристрій тепловоза, коли його переріз

Svetlyachok_9849

34

Чтобы решить данную задачу, нам нужно применить закон Гука для определения максимальной нагрузочной силы, которую может выдержать причепной устройство тепловоза.

Закон Гука утверждает, что деформация \( \Delta l \) пропорциональна приложенной силе \( F \) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения \( S \) материала:
\[ F = k \cdot \Delta l \cdot S \]

Где:
\( F \) - сила, действующая на причепной устройство тепловоза (в нашем случае навантажувальна опірна сила), которую мы хотим определить,
\( k \) - коэффициент упругости материала (вычисляется по формуле \( k = \dfrac{1}{E} \), где \( E \) - модуль Юнга материала, но этот параметр не дан в задаче),
\( \Delta l \) - деформация, длина пружины,
\( S \) - площадь поперечного сечения причепной устройство тепловоза (в нашем случае 100 см).

Для нахождения максимальной нагрузочной силы, мы должны воспользоваться понятием предела прочности материала, который дан в задаче как 500 Н/мм.

Предположим, что пружина достигает своего предела прочности. Это означает, что сила \( F \) будет равна пределу прочности материала. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:
\[ F = k \cdot \Delta l \cdot S = 500 \, \text{Н/мм} \cdot 100 \, \text{см} \]

Прежде чем продолжить, нам необходимо привести все единицы измерения к одной системе. Давайте приведем длину к метрической системе:
\[ S = 100 \, \text{см} = 1 \, \text{м} \]

Теперь мы можем найти значение силы \( F \):
\[ F = k \cdot \Delta l \cdot S = 500 \, \text{Н/мм} \cdot 100 \, \text{см} = 50000 \, \text{Н} = 50 \, \text{кН} \]

Таким образом, максимальная нагрузочная сила, которую может выдержать причепной устройство тепловоза, равна 50 кН.

Обратите внимание, что применение абсолютных значений без учета других факторов может быть упрощением модели и реальная максимальная нагрузочная сила может различаться в зависимости от конкретных условий и параметров причепного устройства тепловоза.