Яким буде збільшення довжини сталевого дроту діаметром 0,75 мм і довжиною 1 м, якщо на нього підвісити вантаж масою
Яким буде збільшення довжини сталевого дроту діаметром 0,75 мм і довжиною 1 м, якщо на нього підвісити вантаж масою 2 кг? Врахуйте, що масою дроту можна знехтувати, а модуль Юнга для сталі є.
Андреевна 27
Для того чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать формулу для растяжения провода при подвесе нагрузки. Давайте воспользуемся законом Гука, который выглядит так:\[ F = k \cdot \Delta L \]
где \( F \) - сила, действующая на провод (в нашем случае это масса груза умноженная на ускорение свободного падения), \( k \) - коэффициент упругости (в данном случае это модуль Юнга, который для стали составляет около 2 миллиона Ньютонов на квадратный метр), а \( \Delta L \) - изменение длины провода.
Мы знаем, что масса груза составляет 2 кг, а ускорение свободного падения примерно равно \( 9,8 \, \text{м/с}^2 \). Подставим эти значения в формулу и найдем \( \Delta L \):
\[ 2 \cdot 9,8 = 2 \cdot 10^6 \cdot \Delta L \]
\[ \Delta L = \frac{{2 \cdot 9,8}}{{2 \cdot 10^6}} = \frac{{9,8}}{{10^6}} = 9,8 \cdot 10^{-6} \, \text{м} \]
Теперь мы можем рассчитать изменение длины провода, зная его исходную длину. Подставим значения в формулу:
\[ \Delta L = \frac{{\text{изменение длины}}}{{\text{исходная длина}}} \]
\[ 9,8 \cdot 10^{-6} = \frac{{\text{изменение длины}}}{{1}} \]
\[ \text{изменение длины} = 9,8 \cdot 10^{-6} \, \text{м} \]
Таким образом, длина стального провода увеличится на \( 9,8 \cdot 10^{-6} \) метров при подвешивании груза массой 2 кг.