Người ta dùng một thanh sắt tròn có độ dài ban đầu l0 = 50 cm và tiết diện ngang S = 2,5 mm^2

Giải SBT Vật lí 10 Bài 34 - 35: Chất rắn kết tinh. Chất rắn vô định hình. Biến dạng cơ của vật rắn

Bài 34-35.10* trang 86 SBT Vật Lí 10:

a) Tính độ dãn dài tỉ đối ε của thanh sắt và ứng suất σ của lực kéo tác dụng lên nó trong mỗi lần đo (Bảng 34 -35. 1).

b) Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của ε vào σ.

c) Dựa vào đồ thị vẽ được, tìm giá trị của suất đàn hồi E và hệ số đàn hồi k.

Lời giải:

a) Tính độ dãn dài tỉ đối ε của thanh sắt và ứng suất σ của lực kéo tác dụng lên thanh sắt trong mỗi lần đo.

b) Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của ε vào σ.

Chọn tỉ lệ vẽ trên các trục tọa độ:

- Trục hoành: 1 cm => σ = 0,5.10⁸ N/m².

- Trục tung: 1 cm => ε = 0,2.10^-3.

Đồ thị có dạng đường thẳng chứng tỏ độ biến dạng tỉ đối $\frac{\Delta \mathcal{l}}{{\mathcal{l}}_0}$ của thanh sắt tỉ lệ thuận với ứng suất σ của lực kéo tác dụng lên thanh sắt, nghĩa là: $\epsilon =\frac{\Delta \mathcal{l}}{{\mathcal{l}}_0}=a\epsilon$

Hệ số tỉ lệ a được xác định bởi hệ số góc của đường biểu diễn đồ thị:

$tan\theta =\frac{MH}{AH}=\frac{1,{2.10}^{-3}-0,{2.10}^{-3}}{2,{4.10}^8-0,{4.10}^8}=0,{5.10}^{-11}$c) Tìm giá trị của suất đàn hồi E và hệ số đàn hồi k của thanh sắt.

$F=k\left.\Delta \mathcal{l}\right|=E\frac{S}{{\mathcal{l}}_0}\Delta \mathcal{l},tasuyra\frac{\Delta \mathcal{l}}{{\mathcal{l}}_0}=\frac{1}{E}.\frac{F}{S}$

Từ đó tìm đươc suất đàn hồi :

$E=\frac{1}{\tan \theta }=\frac{1}{0,{5.10}^{-11}}={20.10}^{10}Pa$

và hệ số đàn hồi:

$k=E.\frac{S}{{\mathcal{l}}_0}={20.10}^{10}.\frac{2,{5.10}^{-6}}{{50.10}^{-2}}={1.10}^{6}N/m$