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
1) Снег нагревается от -10°С до 0°С.
Для этого потребуется
Q₁=c₁mΔt₁
По спр-ку удельная теплоемкость c₁=2100 Дж/(кг·°С)
Q₁=2100*4(0-(-10))=84000 (Дж)
2) при нуле градусов снег тает (плавится), превращается в воду. Для этого процесса потребуется
Q₂=λm
По спр-ку удельная теплота плавления λ=3,4*10⁵ Дж/кг
Q₂=3,4*10⁵*4=1360000 (Дж)
3) Образовавшаяся вода нагревается от нуля до 100°С.
Необходимое количество теплоты
Q₃=c₂mΔt₂
По спр-ку удельная теплоемкость c₂=4200 Дж/(кг·°С)
Q₃=4200*4*(100-0)=1680000 (Дж)
Итак, общие затраты составят:
Q=Q₁+Q₂+Q₃
Q=84000+1360000+1680000=3124000 (Дж)
ответ: 3124 кДж (или 3,124 МДж)
