Чтобы определить потенциальную энергию, накопленную в растянутой проволоке, можно использовать формулу для работы, совершаемой при деформации материала, выразив ее через механическое напряжение и удлинение.
Формула для расчета потенциальной энергии (E) может быть записана как:
\[ E = \frac{1}{2} \cdot \sigma \cdot \epsilon \cdot V, \]
где:
- \( \sigma \) — механическое напряжение (в Паскалях),
- \( \epsilon \) — относительное удлинение,
- \( V \) — объем проволоки (в м³).
Сначала нужно преобразовать данные в правильные единицы:
- Длина проволоки \( L = 135 \, \text{см} = 1,35 \, \text{м} \).
- Механическое напряжение \( \sigma = 6,28 \, \text{МПа} = 6,28 \times 10^6 \, \text{Па} \).
- Площадь поперечного сечения \( A = 14 \, \text{см}^2 = 14 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 \).
- В зависимости от площади сечения и длины проволоки, объем \( V \) можно рассчитать как \( V = A \cdot L = (14 \times 10^{-4}) \cdot 1,35 \).
Теперь посчитаем объем:
\[ V = 14 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 \times 1,35 \, \text{м} = 18,9 \times 10^{-4} \, \text{м}^3 = 0,00189 \, \text{м}^3. \]
Теперь подставим значения в формулу для мощности:
\[ E = \frac{1}{2} \cdot (6,28 \times 10^6) \cdot (0,0037) \cdot (0,00189). \]
Выполним вычисление:
\[ E \approx \frac{1}{2} \cdot 6,28 \times 10^6 \cdot 0,0037 \cdot 0,00189. \]
Сначала считаем \( 6,28 \times 10^6 \times 0,0037 \):
\[ 6,28 \times 10^6 \times 0,0037 \approx 23256,4. \]
Теперь умножим на \( 0,00189 \):
\[ 23256,4 \times 0,00189 \approx 44,031. \]
Теперь делим на 2:
\[ E \approx 22,016\, \text{Дж}. \]
Таким образом, потенциальная энергия серебряной проволоки при указанном растяжении составляет приблизительно 22 Дж.