Bài tập chất rắn

Thanh này đặt thẳng đứng trên một đế chắc chống đỡ một mái hiên.. Biết rằng đường kính của vành sắt nhỏ hơn đường kính bánh xe 5mm.[r]

Vật lý 10 GV: Nguyễn Ngọc Hương Mỹ

- 1 -

BÀI TẬP CHẤT RẮN

I Lý thuyết

1 Biến dạng của vật rắn

 Hệ số đàn hồi:

o

S

l

 E(Pa): suất đàn hồi (suất Young) ; S(m2): tiết diện ngang

của vật rắn ; lo(m): chiều dài ban đầu

 Lực đàn hồi: Fdh=k l =k ll o

 Giới hạn bền: b

b

F S

  với Fb(N): lực giới hạn làm dây đứt ;  (N/m b 2): giới hạn bền

2 Sự nở vì nhiệt của vật rắn

 Sự nở dài: ll o1(tt o)

+ l(m): chiều dài vật ở t(o

C ; oK)

+ lo(m): chiều dài vật ở to(oC ; oK)

+  (K-1

): hệ số nở dài

 Sự nở khối: V V o1(tt o)

+ V(m3

): thể tích vật ở t(oC ; oK)

+ Vo(m3): thể tích vật ở to(oC ; oK)

+  3 (K-1): hệ số nở khối

II Bài tập

Câu 1: Kéo căng một sợi dây thép có chiều dài 5m, tiết diện

thẳng 2,5mm2 bằng một lực 200N, ta dây thép dài thêm 2mm

Xác định suất đàn hồi của thép

Câu 2: Một lò xo đàn hồi có treo một vật nặng khối lượng

200g làm cho nó dãn thêm 1,5cm lấy g=10m/s2 Hệ số đàn hồi

của lò xo đó là bao nhiêu?

Câu 3: Một thanh thép xây dựng có bán kính R=9,5mm và độ

dài l=81cm Một lực F=6,2.104N kéo dãn nó theo trục Độ dãn

của thanh do tác dụng của lực này là bao nhiêu? Độ biến dạng

tương đối là bao nhiêu? Cho biết suất Young là 2.1011Pa

Câu 4: Một thanh thép dài 11m, tiết diện 4,4cm2 Phải tác

dụng lên thanh thép một lực kéo bằng bao nhiêu để thanh dài

thêm 2,5mm? Có thể dùng thanh thép này để treo những vật có

- 2 -

trọng lượng bằng bao nhiêu mà thanh không bị đứt? Biết suất Young và giới hạn bền của thép là 2.1011Pa và 6,86.108Pa

Câu 5: Kéo căng một sợi dây thép hình trụ tròn có chiều dài 5m, bằng một lực 160N, người ta thấy dây thép dài thêm 0,4cm Tính đường kính dây thép Cho biết suất Young là 2.1011Pa Câu 6: Một thanh trụ có đường kính 5cm làm bằng nhôm có suất Young E=7.1010Pa Thanh này đặt thẳng đứng trên một đế chắc chống đỡ một mái hiên Mái hiên tạo một lực nén lên thanh

là 3450N Hỏi độ biến dạng tỉ đối của thanh

o

l l



là bao nhiêu? Câu 7: Một dây dẫn điện có chiều dài l1=1200m ở nhiệt độ

t1=15oC Khi nóng lên đến 30oC thì dây sẽ dài thêm bao nhiêu? Nếu hệ số nở dài của kim loại đó là  1, 7.10 K5 1

Câu 8: Thanh đường ray dài 10m ráp lên đường sắt ở 20oC Phài để hở một khe ở đầu thanh có bề rộng bao nhiêu để đảm bảo cho thanh nở tự do? Biết rằng nhiệt độ cao nhất có thể tới là 40oC

và hệ số nở dài của thép làm đường ray là 15.10-6K-1 Câu 9: Người ta muốn lắp một cái vành bằng sắt vào một cái bánh xe bằng gỗ có đường kính 100cm Biết rằng đường kính của vành sắt nhỏ hơn đường kính bánh xe 5mm Vật phải nâng nhiệt

độ của vành sắt lên bao nhiêu để có thể lắp vào vành bánh xe? Cho biết hệ số nở dài của sắt là  12.10 K6 1

Câu 10: Ở 30oC, một quả cầu thép có đường kính 6cm và không lọt qua một lỗ tròn khoét trên một tấm đồng thau vì đường kính của lỗ kém hơn 0,01mm

Câu 11: Hỏi phải đưa quả cầu thép và tấm đồng thau tới cùng nhiệt độ bao nhiêu thì quả cầu qua lọt lỗ tròn? Biết các hệ

số nở dài của thép và của đồng thau lần lượt là 12.10-6K-1 và 19.10-6K-1

Câu 12: Ở một đầu dây thép đường kính 1,5mm có treo một quả nặng Dưới tác dụng của quả nặng này, dây thép dài thêm ra một đoạn bằng như khi đun nóng thêm 30oC Tính khối lượng

12.10 K

    ; E=2.1011Pa Câu 13: Tính lực cần đặt vào đầu thanh thép với tiết diện S=10cm2 để không cho thanh thép giãn nở khi bị đốt nóng từ

t1=20oC đến t2=50oC Cho  12.10 K6 1; E=2.1011Pa