最长的金属悬垂线,如何计算金属丝的极限长度呢

时间:2023-11-17 04:49:04

通常情况下,每根金属丝的极限长度都是一定的。如果超过这个极限长度,金属丝就会断掉。一条金属悬垂线的长度也不是无限的,它总是存在一个不可逾越的极限值。在这个问题上,把金属丝加粗是没有任何意义的。比如,把金属丝加粗一倍,也就是直径加大一倍,根据前面一节的分析,我们知道:这样做确实可以使金属丝的抗拉力增大到原来的4倍,但是金属丝的重力也会增加到原来的4倍。所以,极限长度与金属丝的粗细没有关系,而跟它的材料有关。如果是铁质的金属丝,它的极限长度是一个值;如果是铜质的金属丝,它的极限长度是一个值;如果是铅质的金属丝,它的极限长度又会是另一个值。那么,如何计算金属丝的极限长度呢?实际上,方法很简单。通过前面一节的学习,我们可以很容易地求出来。

比如,一根金属丝的截面积为s平方厘米,它的长度是L千米,每立方厘米金属丝的质量为ρ克,那么这根金属丝的自重就是10000sLρ克。而它可以承受的质量是:

1000Q×10s=100000Qs(克)

其中,Q表示每平方毫米截面积的断裂负载(单位为千克)。所以,在极限情况下,有:

100000Qs=100000sLρ

极限长度L为:

最长的金属悬垂线,如何计算金属丝的极限长度呢

利用这个简单的式子,我们就可以很容易地得出各种材质金属丝的极限长度。在前文中,我们求出了铜线在水中的极限长度。如果在水外,铜丝的极限长度要小得多,它等于最长的金属悬垂线,如何计算金属丝的极限长度呢

千米。

下面是几种常见材质的金属丝的极限长度:

铅丝:0.2千米

锌丝:2.1千米

铁丝:7.5千米

钢丝:25千米

在实际应用中,我们是不可能制作这么长的悬垂线的,因为这些数值都是极限值。所以,通常以它们所能承受的断裂负载的一部分来制作。比如,如果是铁丝和钢丝,通常取它们可以承受的断裂负载的最长的金属悬垂线,如何计算金属丝的极限长度呢

制作。

在现实中,我们在使用铁丝做悬垂线时,通常取的长度不会超过2 千米,钢丝则不会超过6.25千米。

上面讲的是在水外面的情况。如果是在水中,这些金属丝的极限长度要大得多。比如,铁丝和钢丝的极限长度要比上面的数值大最长的金属悬垂线,如何计算金属丝的极限长度呢

。但即便如此,也远达不到海洋的最深处。

在做这种测量的时候,我们通常会选用一种由特殊材料制成的非常坚固的金属丝。需要指出的是:现在,在测量海洋深度时,人们已经不再使用金属丝了,而是采用海底的回声来进行测量,即回声测深法。