В сопротивлении материалов принято рассчитывать деформации в относительных единицах:
Между продольной и поперечной деформациями существует зависимость
где μ— коэффициент поперечной деформации, или коэффициент Пуассона, —характеристика пластичности материала.
Закон Гука
В пределах упругих деформаций деформации прямо пропорциональны нагрузке:
где F — действующая нагрузка; к — коэффициент. В современной форме:
Получим зависимость
где Е — модуль упругости, характеризует жесткость материала.
В пределах упругости нормальные напряжения пропорциональны относительному удлинению.
Значение Е для сталей в пределах (2 – 2,1) • 105МПа. При прочих равных условиях, чем жестче материал, тем меньше он деформируется:
Формулы для расчета перемещений поперечных сечений бруса при растяжении и сжатии
Используем известные формулы.
Относительное удлинение
В результате получим зависимость между нагрузкой, размерами бруса и возникающей деформацией:
где
Δl — абсолютное удлинение, мм;
σ — нормальное напряжение, МПа;
l — начальная длина, мм;
Е — модуль упругости материала, МПа;
N — продольная сила, Н;
А — площадь поперечного сечения, мм2;
Произведение АЕ называют жесткостью сечения
ответ: Радиус светового пучка, проникшего в полость = 2,5/1,4 см
Объяснение: Радиус (r) пучка будет меньше радиуса (R) полости, поскольку при углах падения лучей на поверхность полости больше предельного угла будет происходить полное внутреннее отражение лучей от поверхности полости.. Смотрите рисунок.
Закон преломления имеет вид n1*sinQ1 = n2*sinQ2. Здесь: n1 – показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела сред =1,4; n2 - показатель преломления среды, в которую свет проходит после границу раздела сред, поскольку полость воздушная то n2 = 1; Q1 - угол падения луча на поверхность раздела сред; Q2 – угол преломления луча на границе раздела сред. При полном внутреннем отражении угол преломления Q2 = 90 градусов и sinQ2 = 1. Значит n2*sinQ2 = 1. И, следовательно, n1*sinQ1 = 1. Отсюда sinQ1 = 1/ n1 = 1/1,4. На рисунке видно, что r/R = sinQ1 = 1/1,4. Отсюда r = R*sinQ1 = R/1,4 = 2,5/1,4 = 1,78571… см
