'n Vraag veroorsaak 'n spanning van 5,5 x 10^6 Pa in 'n ronde betonbal met 'n deursnee van 50 cm - NSC Technical Sciences - Question 5 - 2022 - Paper 1

Om die krag op die balk te bereken, kan ons die spanning en oppervlakte gebruik. Die spanning $au$ is gegee as:

au = rac{F}{A} waar $A$ die oppervlakte is. Die oppervlakte van die ronde bal is geskat as:

A = rac{ au d^2}{4} = rac{ au (0.5 ext{ m})^2}{4} = 1,96 imes 10^{-1} ext{ m}^2

Daarom, om $F$ (kracht) te bereken:

$F = au imes A = 5,5 imes 10^6 ext{ Pa} imes 1,96 imes 10^{-1} ext{ m}^2 = 1,08 imes 10^6 ext{ N}$

Die rek in die balk kan bereken word deur gebruik te maak van die formule:

ext{Rek} = rac{F}{A imes E} waar $E$ die Young se modulus is. Dus:

K = rac{85 imes 10^9 ext{ Pa}}{5,5 imes 10^6 ext{ Pa}} = 6,47 imes 10^5

Die verandering in lengte kan bereken word met die formule:

rac{ ext{ΔL}}{L} = rac{K}{E}

Daarom:

ext{ΔL} = L imes rac{K}{E} = 3,5 ext{ m} imes rac{6,47 imes 10^5}{85 imes 10^9} = 2,26 imes 10^{-4} ext{ m}

Pascal se wet dui aan dat 'n druk wat op 'n vloeistof in 'n gesloten ruimte toegepas word, eweredig oor die hele vloeistof versprei word.

Die gewig van die motor kan bereken word met die verhouding van die areas:

P = rac{F_1}{A_1} = rac{F_2}{A_2}

Met gegewe waardes:

$F_1 : F_2 = A_1 : A_2$

rac{40}{F_2} = rac{4,8 imes 10^{-4}}{6,2 imes 10^{-2}}

Hieruit volg dat $F_2 = 166,67 ext{ N}$.