Bài 7 trang 192 SGK Vật lí 10

Đề bài

Một sợi dây thép đường kính 1,5 mm có độ dài ban đầu là 5,2 m. Tính hệ số đàn hồi của sợi dây thép, biết suất đàn hồi của thép là E = 2.10¹¹ Pa.

Hướng dẫn giải

Độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của vật rắn: \(k = E{S \over {{l_0}}}\)

trong đó:

  E là suất đàn hổi đặc trưng cho tính đàn hồi của vật rắn.

  S là tiết diện ngang của vật rắn (phụ thuộc vào kích thước của vật rắn) 

  l₀ là độ dài ban đầu của vật rắn.

Lời giải chi tiết

Ta có: d = 1,5 mm; l₀ = 5,2 mm; E = 2.10¹¹ Pa

Tiết diện: \(S = \pi {R^2} = \pi {\left( {{d \over 2}} \right)^2} = {{\pi {d^2}} \over 4}\)

Hệ số đàn hồi của sợi dây thép là:

\(\eqalign{
& k = E{S \over {{l_0}}} = E.{{\pi {d^2}} \over {4{l_0}}} = {{{{2.10}^{11}}.3,14.{{\left( {{{1,5.10}^{ - 3}}} \right)}^2}} \over {4.5,2}} \cr&\;\;\;= 67933\left( {N/m} \right) \cr
& \Rightarrow k \approx {68.10^3}\left( {N/m} \right) \cr} \)