В сопротивлении материалов принято рассчитывать деформации в относительных единицах:
Между продольной и поперечной деформациями существует зависимость
где μ— коэффициент поперечной деформации, или коэффициент Пуассона, —характеристика пластичности материала.
Закон Гука
В пределах упругих деформаций деформации прямо пропорциональны нагрузке:
где F — действующая нагрузка; к — коэффициент. В современной форме:
Получим зависимость
где Е — модуль упругости, характеризует жесткость материала.
В пределах упругости нормальные напряжения пропорциональны относительному удлинению.
Значение Е для сталей в пределах (2 – 2,1) • 105МПа. При прочих равных условиях, чем жестче материал, тем меньше он деформируется:
Формулы для расчета перемещений поперечных сечений бруса при растяжении и сжатии
Используем известные формулы.
Относительное удлинение
В результате получим зависимость между нагрузкой, размерами бруса и возникающей деформацией:
где
Δl — абсолютное удлинение, мм;
σ — нормальное напряжение, МПа;
l — начальная длина, мм;
Е — модуль упругости материала, МПа;
N — продольная сила, Н;
А — площадь поперечного сечения, мм2;
Произведение АЕ называют жесткостью сечения
tводы=50
mльда=100г=0.1кг
tльда=0
tр=10
Своды=4190Дж/кг С
K=335200Дж/кг
m2льда=0.1кг
t2льда=0
Найти:
tк
Решение:
Находим массу воды
Qплавления льда+Qнагревания воды=Qохлаждения воды
K*mльда+cводы*mльда(tк-tн)=cводы*mводы*(tн-tк)
335200*0.1+4200*0.1*10=4200*mводы*(50-10)
33520+4200=168000mводы
37720=168000mводы
mводы=0.23
mобщее=0.23+0.1=0.33кг
Kльда*mльда+своды*mльда*tк=cводы*mобщее*(tн-tк)
335200*0.1+4200*0.1*tк=4200*0.33(10-tк)
33520+420tк=13860-1386tк
-1806tк=19660
tк=-10
Если вышел минус - по идее это означает, что общая температура = 0