Для нахождения модуля Юнга (E) материала, из которого сделана проволка, можно воспользоваться формулой для растяжения:
[ E = \frac{F \cdot L_0}{S \cdot \Delta L} ]
где:
- ( E ) — модуль Юнга,
- ( F ) — приложенная сила (в ньютонах),
- ( L_0 ) — первоначальная длина проволки (в метрах),
- ( S ) — сечение проволки (в квадратных метрах),
- ( \Delta L ) — изменение длины (в метрах).
Теперь подставим известные значения:
- Длина проволки ( L_0 = 10 , \text{м} ).
- Приложенная сила ( F = 100 , \text{Н} ).
- Изменение длины ( \Delta L = 1 , \text{см} = 0,01 , \text{м} ).
- Диаметр проволки ( d = 0,8 , \text{мм} = 0,0008 , \text{м} ).
Сначала найдем площадь сечения проволки ( S ). Площадь сечения проволоки с круглым поперечником вычисляется по формуле:
[ S = \frac{\pi d^2}{4} ]
Подставляем диаметр:
[ S = \frac{\pi (0,0008)^2}{4} = \frac{\pi \cdot 0,00000064}{4} \approx 5,0265 \times 10^{-7} , \text{м}^2 ]
Теперь подставим все значения в формулу для модуля Юнга:
[ E = \frac{100 , \text{Н} \cdot 10 , \text{м}}{5,0265 \times 10^{-7} , \text{м}^2 \cdot 0,01 , \text{м}} ]
Считаем:
[ E \approx \frac{1000}{5,0265 \times 10^{-9}} \approx 198,650,000,000 , \text{Па} \approx 198,65 , \text{ГПа} ]
Таким образом, модуль Юнга вещества, из которого сделана проволка, составляет примерно ( 198,65 , \text{ГПа} ).