Из скольких стальных проволок диаметром 2  мм должен состоять трос, рассчитанный на подъем груза в 2 т, если запас прочности троса равен 3? Предел прочности стали 500 МПа. Массой троса пренебречь.
от

1 Ответ

Дано:
- Диаметр проволоки d = 2 мм = 0,002 м
- Предел прочности стали σ_п = 500 МПа = 500 * 10^6 Па
- Масса груза G = 2 т = 2000 кг
- Запас прочности Z = 3

Найти:

- Количество проволок n, из которых должен состоять трос.

Решение:

1. Рассчитаем допустимое напряжение в тросе с учетом запаса прочности:

σ_d = σ_п / Z

σ_d = (500 * 10^6 Па) / 3 ≈ 166,67 * 10^6 Па.

2. Рассчитаем силу, необходимую для подъема груза:

F = G * g

где g = 9,81 м/с².

F = 2000 кг * 9,81 м/с² = 19620 Н.

3. Теперь определим площадь поперечного сечения одной проволоки:

A = π * (d/2)²

A = π * (0,002/2)² = π * (0,001)² ≈ 3,14 * 10^-6 м².

4. Рассчитаем максимальную силу, которую может выдержать одна проволока:

F_max = σ_d * A

F_max = (166,67 * 10^6 Па) * (3,14 * 10^-6 м²) ≈ 523,33 Н.

5. Найдем количество проволок n, необходимых для подъема груза:

n = F / F_max

n = 19620 Н / 523,33 Н ≈ 37,5.

Так как количество проволок должно быть целым числом, округлим до ближайшего большего целого:

n = 38.

Ответ:
Трос должен состоять из 38 стальных проволок диаметром 2 мм.
от