В сопротивлении материалов принято рассчитывать деформации в относительных единицах:
Между продольной и поперечной деформациями существует зависимость
где μ— коэффициент поперечной деформации, или коэффициент Пуассона, —характеристика пластичности материала.
Закон Гука
В пределах упругих деформаций деформации прямо пропорциональны нагрузке:
где F — действующая нагрузка; к — коэффициент. В современной форме:
Получим зависимость
где Е — модуль упругости, характеризует жесткость материала.
В пределах упругости нормальные напряжения пропорциональны относительному удлинению.
Значение Е для сталей в пределах (2 – 2,1) • 105МПа. При прочих равных условиях, чем жестче материал, тем меньше он деформируется:
Формулы для расчета перемещений поперечных сечений бруса при растяжении и сжатии
Используем известные формулы.
Относительное удлинение
В результате получим зависимость между нагрузкой, размерами бруса и возникающей деформацией:
где
Δl — абсолютное удлинение, мм;
σ — нормальное напряжение, МПа;
l — начальная длина, мм;
Е — модуль упругости материала, МПа;
N — продольная сила, Н;
А — площадь поперечного сечения, мм2;
Произведение АЕ называют жесткостью сечения
1листочек:
7: дано
1-алюминий
2-вода
m1 = 2 кг
m2 =880 г = 0,88 кг
T1 = 0 C
T2 = 100 C
C2 = 4200 Дж/кг*К
С1 = 900 Дж/кг*К
найти
dT
решение
C1 m1 dT = C2 m2 (T2-T1)
dT = C2/C1 m2/m1 (T2-T1) = 4200/900 * 0.88/2 * (100-0) = 205 град
8: Дано:
m1 = 0,39 кг
m2 = 0,21 кг
t1 = 20°C
t2 = 60°C
Найти: t.
Q1 = Q2
m1c(t - t1) = m2c(t2 - t)
0,39 * 4200 * (t - 20) = 0,21 * 4200 * (60 - t)
(t - 20)/(60 - t) = 0,21/0,39
t = 34
ответ: t = 34.
9: находим совершённую работу: Q=cmt(дельта)=4200*55*0.4=92400Дж
находим полезную работу совершённую при нагревании спиртовкой: Q(сгорания)=q*m=0.01*27000000=270000Дж
КПД=Qсов/Qпол=(92400/270000)*100процентов=34процента
ответ:34 процента
2листочек:
7: Дано:
m1=50 кг
t1=100°C
t2=10°C
t=45°C
m2=? кг
Решение
Уравнение теплового баланса Q1+Q2 =0
где, Q1 -количество теплоты, отданное горячей водой
Q2 -количество теплоты, полученное холодной водой
Q1 =c*m1*(t - t1), где
c - удельная теплоемкость воды
m1 - масса горячей воды
t1 – температура горячей воды
t -температура теплового равновесия
Q2 =c*V2* ρ ( t - t2), где
m2 - масса холодной воды
t2 – температура холодной воды
Подставим значение и решим уравнение:
Q1+Q2 = Q1 =c*m1 *(t - t1)+ c *m2*( t - t2)= 0
Сократим с - получаем:
m1*(t - t1) + m2*(t - t2)=0
Вычислим из уравнения массу холодной воды m2
m1*(t - t1)+ m2*( t - t2)=0
m2*( t - t2)= -m1*(t - t1)
m2=(-m1*(t - t1))/ ( t - t2)= - 50*( 45 -100) ) / ( 45 - 10)= -( 50)*(-55) /35= 78,5 (кг)
ответ: массу воды, которую необходимо долить, составляет 78,5 л.
8:Q отд = Q получ; 0,15 кг*с*(100-22)=0,2*4200*(22-16)+0.120*380*(22-16); 11.7 с=5040+273,6; С=454 дж/кг*градус
9: n=Q1*100%/Q2
n=cm(t2-t1)*100%/Lm
25%=4200*50*90*100%/10000000m
250000000m=1890000000
m=7,56кг
ответ: 7,56кг
