До залізної дротини довжиною 2 м і площею поперечного перерізу 2мм² підвісили залізний циліндр висотою 20 см і площею 4 см визначте видовження дротини

Для визначення видовження дротини необхідно знайти прикладену до неї силу. Це можна зробити за допомогою закону Архімеда:

F = ρ * V * g,

де F - сила, яку діє на циліндр, ρ - густина заліза (приблизно 7,8 г/см³), V - об'єм циліндра (4 см * 20 см = 80 см³ = 0,00008 м³), g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с²).

F = 7,8 * 0,00008 * 9,8 ≈ 0,00006 Н.

Ця сила діє на діаметр дротини (2 мм), тому можна визначити видовження за допомогою закону Гука:

Δl = F * l / (E * S),

де Δl - видовження дротини, l - її довжина (2 м), E - модуль Юнга для заліза (приблизно 2,1 * 10¹¹ Па), S - площа поперечного перерізу дротини (2 мм² = 0,000002 м²).

Δl = 0,00006 * 2 / (2,1 * 10¹¹ * 0,000002) ≈ 0,143 мкм.

Отже, видовження дротини при підвішуванні залізного циліндра становить близько 0,143 мкм.