Для определения нормального напряжения на среднем участке стержня используем закон статического равновесия. Средний участок имеет площадь сечения (3S) и на него действует сила (P).
Нормальное напряжение (\sigma) рассчитывается по формуле:
[
\sigma = \frac{F}{A}
]
где (F) — сила на среднем участке, (A) — площадь поперечного сечения.
На данном участке действует сила равная разнице между силами, приложенными к правому концу ((3P)) и к левому концу (равнодействующей всех сил слева от этого участка).
Рассмотрим распределение внешних сил:
- На левом участке: (4P) с одной стороны и (3P) с другой.
- На среднем участке действует равнодействующая (P), так как (3P) со стороны правого участка и (P) от ((2S)).
Таким образом, сила (P) действует влево на (3S), что и дает следующее напряжение:
[
\sigma = \frac{P}{3S}
]
Нормальное напряжение будет ( \frac{P}{3S} ).
На приведенные варианты ответа это не похоже, возможно правильные ответы должны быть скорректированы, чтобы включать значение (\frac{P}{3S}).
