Однородный чугунный стержень, стоящий вертикально, упал на землю. При этом сила тяжести совершила работу 1,68 кДж. Определите длину стержня, если площадь его поперечного сечения равна 30 см2.
от

1 Ответ

Дано:  
Совершенная работа при падении W = 1.68 кДж = 1680 Дж  
Площадь поперечного сечения стержня S = 30 см² = 0.003 м²  

Найти:  
Длину стержня

Решение:  
Работа, совершенная силой тяжести, равна потенциальной энергии, которую приобретает стержень при падении:
W = mgh

где m - масса стержня, g - ускорение свободного падения, h - высота падения.

Также потенциальная энергия может быть выражена через плотность материала (ρ), объем (V) и высоту (h):
W = ρVgh

Объем V можно выразить через площадь поперечного сечения S и длину стержня L:
V = SL

Тогда формула для работы примет вид:
W = ρSLgh

Выразим длину L:
L = W / (ρSgh)

Плотность чугуна примерно равна 7874 кг/м³. Ускорение свободного падения g примем как 9.81 м/с².

Подставим известные значения и решим уравнение:
L = 1680 / (7874 * 0.003 * 9.81)

Ответ:
Длина стержня примерно равна 7.2 м.
от