Một thanh đồng thau hình trụ có tiết diện 25 cm^2 bị nung nóng từ nhiệt độ 0^oC đến 100^oC

Giải SBT Vật lí 10 Bài tập cuối chương 7

Bài VII.1 trang 94 SBT Vật Lí 10: Một thanh đồng thau hình trụ có tiết diện 25 cm² bị nung nóng từ nhiệt độ 0^oC đến 100^oC. Xác định lực nén tác dụng vào hai đầu thanh này để độ dài của thanh giữ nguyên không đổi. Cho biết đồng thau có hệ số nở dài là 18.10^-6 K^-1 và suất đàn hồi là 11.10¹⁰ Pa.

A. 49,5 kN.       

B. 496 kN.       

C. 4,95 kN.       

D. 0,495 kN.

Lời giải:

Khi bị nung nóng, độ dài của thanh đồng thau tăng. Muốn giữ độ dài của thanh này không đổi, ta phải tác dụng lên hai đầu thành một ứng suất nén sao cho độ biến dạng nén bằng độ nở dài vì nhiệt của nó.

Theo định luật Húc, lực nén gây ra biến dạng của thanh rắn tính bằng:

$F=k.\Delta \mathcal{l}=ES\frac{\Delta \mathcal{l}}{{\mathcal{l}}_1}$

Mặt khác, độ nở dài của thanh rắn khi nung nóng từ nhiệt độ t₁ đến nhiệt độ t₂ tính bằng:

$$\begin{gathered} \Delta \mathcal{l}=\alpha {\mathcal{l}}_1\left(t_2-t_1\right) \\ \Rightarrow \frac{\Delta \mathcal{l}}{{\mathcal{l}}_1}=\alpha \left(t_2-t_1\right) \end{gathered}$$

Từ đó suy ra 

$F=ES\alpha \left(t_2-t_1\right)$

 Thay số ta được  :

$$\begin{gathered} F={11.10}^{10}{\mathrm{.25.10}}^{-4}{\mathrm{.18.10}}^{-6}.\left(100-0\right) \\ =4,95kN \end{gathered}$$

Chọn đáp án C

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 hay, chi tiết khác:

Bài VII.2 trang 95 SBT Vật Lí 10: Một vòng đồng mỏng khối lượng 15 g có đường kính 50 mm được treo vào một lực kế...

Bài VII.3 trang 95 SBT Vật Lí 10: Một thỏi nhôm khối lượng 8,0 kg ở 20^oC. Xác định lượng nhiệt cung cấp làm nóng chảy...

Bài VII.4 trang 95 SBT Vật Lí 10: Một dây đồng tiết diện 4mm², được uốn thành một vòng tròn bán kính 100 cm...

Bài VII.5 trang 95 SBT Vật Lí 10: Xác định độ dài của thanh đồng và độ dài của thanh thép ở 0^oC sao cho ở bất kì nhiệt độ nàọ...

Bài VII.6 trang 95 SBT Vật Lí 10:  Một khối sắt hình lập phương bị nung nóng và hấp thụ lượng nhiệt 297 kJ...

Bài VII.7 trang 95 SBT Vật Lí 10: Một vòng nhôm mỏng khối lượng 5,7 g được treo vào một lực kế lò xo và mặt đáy...

Bài VII.8 trang 96 SBT Vật Lí 10: Xác định lượng nhiệt cần cung cấp để biến đổi 6,0 kg nước đá ở - 20^oC thành hơi nước ở 100^oC...

Bài VII.9* trang 96 SBT Vật Lí 10: Một đám mây thể tích 2,0.10¹⁰ m³ chứa hơi nước bão hòa trong khí quyển ở nhiệt độ 20^oC...

Bài VII.10 trang 96 SBT Vật Lí 10: Một sợi dây thép AB và một sợi dây đồng CD có độ dài và tiết diện giống nhau...