Giải Vật lý 10 nâng cao – Bài 51: Biến dạng cơ của vật rắn

4

Câu C1 trang 251 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Hãy mô tả sự biến dạng của bốn vật rắn dưới tác dụng của các lực ngoài vẽ ở hình 51.1
Giải
– Sợi dây phơi bị kéo dài ra
– Giá sắt bị uốn cong xuống.
– Chất nối bị lệch đi ở đoạn giữa.
– Dây đồng bị xoắn đi.

Câu C2 trang 253 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Nêu thêm ví dụ về trường hợp vật rắn bị hư hỏng khi lực ngoài vượt quá giới hạn bền
Giải
– Vây phơi dứt khi trọng lượng quần áo vượt giới hạn bền của dây
– Vành xe đạp bị méo đi nếu trọng lượng xe lớn hơn giới hạn bền của bánh xe
– Trục chân vị tàu bị vặn đứt nếu lực vặn ( lực phát động, lực cản ) lớn hơn giới hạn bền soắn của trục.

Câu C3 trang 254 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Hãy nêu thêm ví dụ về biến dạng của vật rắn vượt quá giới hạn đàn hồi
Giải
– Lò xo bị kéo dãn quá không lấy lại được kích thước ban đầu nữa.
– Cái ghế băng bị thấp ở giữa ghế đã bị uốn biến dạng dẻo so với lúc mới làm.
– Dập búa làm đinh cong đi, đinh bị biến dạng dẻo.

Bài 1 trang 254 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Sợi dây thép nào dưới đây chịu biến dạng dẻo khi ta treo nó vào một vật nặng có khối lượng 5 kg (lấy g =10\(m/{s^2}\))
A. Sợi dây thép có tiết diện 0,005 \(m{m^2}\)
B. Sợi dây thép có tiết diện 0,10 \(m{m^2}\)
C. Sợi dây thép có tiết diện 0,20 \(m{m^2}\)
D. Sợi dây thép có tiết diện 0,25 \(m{m^2}\)
Cho biết giới hạn đàn hồi và giới hạn bền của thép là \(344.10{\;^6}\) Pa và \(600.10{\;^6}\) Pa
Giải
Chọn B
( \(\sigma = {F \over S} = {{5.10} \over {0,{{1.10}^{ – 6}}}} = {500.10^6}Pa\)- thỏa mãn điều kiện \({\sigma _{đh}}

Bài 2 trang 254 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Một sợi dây kim loại dài 1,8 m có đường kính 0,8mm. Người ta dung nó để treo một vật nặng. Vật này tạo nên một lực kéo bằng 1 mm. Xác định mô-đun Y-âng của kim loại đó?
Giải
\(\eqalign{& l = 1,8(m);r = {d \over 2} = 0,4(mm) = {4.10^{ – 4}}(m) \cr & \Delta l = 1(mm) = {10^{ – 3}}(m);F = 25N \cr} \)
Khi đặt lực cân bằng thì \(F = {\left| F \right|_{đh}} = K\Delta l = {{ES} \over {{l_0}}}.\Delta l\)
\( \Rightarrow E = {{F{l_0}} \over {S\Delta l}} = {{F{l_0}} \over {\pi {r^2}\Delta l}} = {{25.1,8} \over {3,14.{{({{4.10}^{ – 4}})}^2}{{.10}^{ – 3}}}}\)
\(\approx {9.10^{11}}(Pa)\)

Bài 3 trang 254 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Một thanh trụ đường kính 5cm làm bằng nhôm có modun Y-ăng là \(E = {7.10^{10}}Pa\) thanh này đặt thẳng đứng lên một đế rất chắc chắn để chống đỡ một mái hiên. Mái hiên tạo một lực nén thanh là 3450N.hỏi độ biến dạng tỉ đối của thanh \(\left( {{{\left| {\Delta l} \right|} \over {{l_0}}}} \right)\) là bao nhiêu ?
Giải
\(r = {d \over 2} = 2,{5.10^{ – 2}}(m);E = {7.10^{10}}(Pa);F = 3450N\). Tính \({{\Delta l} \over {{l_0}}}\)
\(F = {{ES} \over {{l_0}}}.\Delta l\)
\(\Rightarrow \varepsilon = {{\Delta l} \over {{l_0}}} = {F \over {ES}} = {{3450} \over {{{7.10}^{10}}.3,14.{{(2,{{5.10}^{ – 2}})}^2}}} = 0,0025(\% )\)