Bài 34 - 35.9 trang 84 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một chiếc cột bê tông cốt thép chịu lực nén F thẳng đứng do tải trọng đè lên nó. Giả sử suất đàn hồi của bê tông bằng 1/10 của thép, còn diện tích tiết diện  ngang của thép bằng khoảng 1/20 của bê tông. Hãy tính phần lực nén do tải trọng tác dụng lên phần bê tông của chiếc cột này.

Hướng dẫn trả lời:

Gọi F₁ là phần lực nén do tải trọng tác dụng lên phần bê tông của chiếc cột và F₂ là phần lực nén do tải trọng tác dụng lên phần cốt thép của chiếc cột. Áp dụng định luật Húc, ta có :

\({F_1} = {E_1}{{{S_1}} \over l}\Delta l\) và \({F_2} = {E_2}{{{S_2}} \over l}\Delta l\)

So sánh F₁ với F₂ , với chú ý E₁/E₂ = 1/10 và S₂/S₁ = 1/20, ta tìm được

\({{{F_1}} \over {{F_2}}} = {{{E_1}{S_1}} \over {{E_2}{S_2}}} = 2\)

Vì F₁ + F₂ = F, nên ta suy ra : F₁ = 2/3 F

Như vậy, lực nén lên bê tông bằng 2/3 lực nén của tải trọng tác dụng lên cột.

Bài 34 - 35.10 trang 84 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một chiếc vòng đồng bán kính 100 cm và tiết diện 4 mm² được lồng khít vào mặt ngoài của một thanh thép bán kính 100,05 cm. Tính lực tác dụng tối thiểu đủ để làm găng (dãn) chiếc vòng đồng, nếu suất đàn hồi của đồ là E ≈ 12.10¹⁰Pa. Bỏ qụa biến dạng của thanh thép.

Hướng dẫn trả lời:

Gọi r là bán kính của vòng đồng và R là bán kính của thanh thép. Sau khi được lồng vào thanh thép, chiếc vòng đồng bị dãn dài thêm một đoạn :

Δl = 2πR - 2πr = 2π(R - r)

Theo định luật Húc, lực cần tác dụng để làm dãn chiếc vòng đồng bằng :

\(F = E{S \over {{l_0}}}\Delta l = E{S \over {2\pi r}}2\pi \left( {R - r} \right) = E{{S\left( {R - r} \right)} \over r}\)

Thay số ta tìm được :

\(F = {12.10^{10}}{{{{4.10}^{ - 6}}\left( {100,05 - 100} \right)} \over {100}} = 240\left( N \right)\)

Bài 34 - 35.11* trang 84 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Bài 34 - 35.12* trang 85 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một sợi dày thép tiết diện S = 5,0 mm² căng ngang giữa hai đỉnh cột A, B. Tại trung điểm H của sợi dây, người ta treo một hộp đèn chiếu sáng trọng lượng P = 50 N, làm cho sợi dây trùng xuống tới vị trí AMB hợp với phương ban đầu một góc lệch nhỏ α (Hình 34-35.1). Tính góc α, cho biết suất đàn hồi của thép là E = 20.10¹⁰ Pa.

Hướng dẫn trả lời:

Lực căng của sợi dây thép :  \(T = {P \over {2\sin \alpha }}\)

Mặt khác theo định luật Húc :  \($T = E{S \over l}\Delta l\)

Vì độ biến dạng Δl của sợi dây thép bằng :

\(\Delta l = 2\left( {AM - AH} \right) = 2\left( {{1 \over {2\cos \alpha }} - {1 \over 2}} \right) = {{1.\left( {1 - \cos \alpha } \right)} \over {\cos \alpha }}\)

nên :  \(T = {\rm{ES}}{{1 - \cos \alpha } \over {\cos \alpha }}\)

Với α nhỏ, có thể coi gần đúng :

\(\sin \alpha \approx \tan \alpha {\rm{ }} \approx {\rm{ }}\alpha ;cos\alpha = 1 - 2{\sin ^2}\left( {{\alpha \over 2}} \right) \approx 1 - {{{\alpha ^2}} \over 2}\)

Khi đó ta tìm được :

\(\alpha = \root 3 \of {{P \over {ES}}} = \root 3 \of {{{50} \over {{{20.10}^{10}}{{.5.10}^{ - 6}}}}} = 2,{154.10^{ - 2}} \approx 0,022\left( {rad} \right)\)

Giaibaitap.me