Задание № 2167 по физике: Жидкие и твердые тела

Жидкие и твердые телаОдин ответ · среднее

Стальной стержень длиной 2 м и площадью поперечного сечения 4 см² при температуре 20 °C жестко закреплен между двумя неподвижными абсолютно жесткими стенками без зазоров и напряжений. Стержень нагрели до 70 °C. Коэффициент линейного расширения стали 1,2⋅10−51{,}2\cdot10^{-5} К−1^{-1}, модуль Юнга 2⋅10112\cdot10^{11} Па. Деформация упругая, стенки не смещаются. Сила, с которой стержень давит на каждую стенку, равна

  1. A24 кН
  2. B480 кН
  3. C48 кН
  4. D4,8 кН
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • C48 кН

Разбор

Если бы стержень был свободен, он удлинился бы на Δl=αlΔT=1,2⋅10−5⋅2⋅50=1,2⋅10−3\Delta l=\alpha l\Delta T=1{,}2\cdot10^{-5}\cdot2\cdot50=1{,}2\cdot10^{-3} м. Стенки не позволяют ему удлиниться, поэтому он сжат на ту же величину. Относительная деформация ε=Δl/l=6⋅10−4\varepsilon=\Delta l/l=6\cdot10^{-4}. По закону Гука напряжение σ=Eε=2⋅1011⋅6⋅10−4=1,2⋅108\sigma=E\varepsilon=2\cdot10^{11}\cdot6\cdot10^{-4}=1{,}2\cdot10^{8} Па. Площадь сечения S=4⋅10−4S=4\cdot10^{-4} м². Сила F=σS=1,2⋅108⋅4⋅10−4=4,8⋅104F=\sigma S=1{,}2\cdot10^{8}\cdot4\cdot10^{-4}=4{,}8\cdot10^{4} Н = 48 кН. Значения «4,8 кН» и «480 кН» получаются при ошибке в переводе см² в м², а «24 кН» — при потере множителя 2 (длины стержня).

Ошибка в задании

Опишите ошибку в условии, вариантах или разборе. Не больше 1000 знаков.

Похожие задания по теме «Жидкие и твердые тела»

Все 4 задания темы

Репетиторы по физике

Тренажёр

Потренируйте тему «Жидкие и твердые тела»

4 задания по одному, с ответом и разбором сразу. Без лимита времени.

Свой пробник

Соберите пробник с таймером

Как на ЕНТ: 2 минуты на задание.

Сколько заданий