Вариант 1, страница 37 - гдз по физике 10 класс дидактические материалы Марон, Марон

ТС-23. Механические свойства твердых тел. Тесты для самоконтроля - страница 37.

Условие.

ТС-23. Механические свойства твердых тел

Вариант 1

1. Что называется аморфным телом?

А. Твердое тело, состоящее из беспорядочно сросшихся кристаллов.

Б. Твердое тело, для которого характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

В. Тело, не имеющее постоянной формы и объема, но имеющее упорядоченное расположение атомов.

2. Что называется анизотропией кристаллов?

А. Зависимость физических свойств монокристаллов от направления.

Б. Независимость физических свойств монокристаллов от направления.

В. Независимость физических свойств поликристаллов от направления.

3. Какая деформация называется упругой?

А. Деформация, которая не исчезает после прекращения действия внешних сил.

Б. Деформация, которая исчезает после прекращения действия внешних сил.

В. Деформация, которая возникает в процессе действия внешних сил на тело.

4. Что называется пределом прочности?

А. Минимальное напряжение, возникающее в теле до его разрушения.

Б. Физическая величина, показывающая, при какой внешней силе, действующей на вещество, происходит разрушение тела.

В. Максимальное напряжение, возникающее в теле до его разрушения.

5. Какой груз можно подвесить на стальном тросе диаметром 3 см при запасе прочности, равном 10, если предел прочности $7 \cdot 10^8$ Па?

А. 49 кН.

Б. 100 кН.

В. 20 кН.

Решение.

1. Аморфным телом называется твердое тело, в котором отсутствует дальний порядок в расположении составляющих его частиц (атомов, молекул, ионов), но сохраняется ближний порядок. То есть, для аморфных тел характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве. Вариант А описывает поликристаллическое тело. Вариант В содержит противоречие: тело без постоянной формы и объема — это газ, а упорядоченное расположение атомов характерно для кристаллов.

Ответ: Б. Твердое тело, для которого характерно неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

2. Анизотропией кристаллов называется зависимость их физических свойств (таких как прочность, теплопроводность, электропроводность, скорость распространения света) от выбранного направления внутри кристалла. Это свойство обусловлено упорядоченной структурой кристаллической решётки. В отличие от монокристаллов, поликристаллические тела обычно изотропны, так как состоят из множества хаотично ориентированных мелких кристалликов (зёрен), и свойства усредняются по всем направлениям.

Ответ: А. Зависимость физических свойств монокристаллов от направления.

3. Упругой называется деформация, которая полностью исчезает после прекращения действия внешних сил, вызвавших её. Тело при этом полностью восстанавливает свои первоначальные размеры и форму. Деформация, которая не исчезает после снятия нагрузки, называется пластической (или остаточной).

Ответ: Б. Деформация, которая исчезает после прекращения действия внешних сил.

4. Предел прочности (также называемый временным сопротивлением разрушению) — это механическое напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, которую может выдержать материал перед разрушением. Это максимальное напряжение, которое фиксируется на диаграмме «напряжение-деформация».

Ответ: В. Максимальное напряжение, возникающее в теле до его разрушения.

5. Дано:

d = 3 см
n = 10
$\sigma_{пр} = 7 \cdot 10^8$ Па

d = 3 см = 0.03 м

Найти:

F — ?

Решение:

Механическое напряжение $\sigma$ в тросе определяется как отношение приложенной силы $\text{F}$ к площади поперечного сечения $\text{S}$:
$\sigma = \frac{F}{S}$
Чтобы трос не разрушился, создаваемое напряжение не должно превышать допускаемое напряжение $[\sigma]$. Допускаемое напряжение определяется через предел прочности $\sigma_{пр}$ и коэффициент запаса прочности $\text{n}$:
$[\sigma] = \frac{\sigma_{пр}}{n}$
Максимальная сила $\text{F}$, которую можно приложить к тросу, находится из условия $\sigma = [\sigma]$:
$\frac{F}{S} = \frac{\sigma_{пр}}{n} \implies F = \frac{\sigma_{пр} \cdot S}{n}$
Площадь поперечного сечения троса, имеющего форму круга, вычисляется по формуле:
$S = \frac{\pi d^2}{4}$
Подставим выражение для площади в формулу для силы:
$F = \frac{\sigma_{пр}}{n} \cdot \frac{\pi d^2}{4}$
Подставим числовые значения в систему СИ:
$F = \frac{7 \cdot 10^8 \text{ Па}}{10} \cdot \frac{\pi \cdot (0.03 \text{ м})^2}{4} = 7 \cdot 10^7 \text{ Па} \cdot \frac{\pi \cdot 0.0009 \text{ м}^2}{4}$
$F = 7 \cdot 10^7 \cdot \frac{3.14 \cdot 9 \cdot 10^{-4}}{4} \approx \frac{197.82 \cdot 10^3}{4} \approx 49455 \text{ Н}$
Переведем полученное значение в килоньютоны (1 кН = 1000 Н):
$F \approx 49.5 \text{ кН}$
Полученное значение наиболее близко к варианту А.

Ответ: А. 49 кН.