Aufgaben Physik (...)

Hi,

Erstmal 1.), die andere folgt noch.
a)
Also die Zugkraft ist ja definiert als F = E * A * delta_L/L.
Der Längenausdehnungkoeffizient alpha = delta_L/(L*T).
Damit kannst du für die Kraft
F = E * A * alpha * T
schreiben. Wenn du alles ordentlich einsetzt bekommst du somit die Zugkraft.
b)
Die Zugspannung sigma ist definiert mit sigma = F / A oder
auch sigma = E * delta_L / L .
--> delta_L / L bekommst du raus, wenn du die Formel für alpha danach umstellst --> sigma = E * alpaha * T.

Was in deiner Aufgabe fehlt ist die Angabe für die Zerreißfestigkeit(Zerreißspannung) vom Stahlstab.
D.h. wenn du dein sigma ausgrechnet hast, musst du es mit dem sigma_zerreiß vom Stahlstab vergleichen. Ist dein sigma größer zerreißt der Stab.

So jetzt so 2.)

Da hier nicht nur einfach so die Lösung hingeschrieben werden soll, sondern es auch um das Verstehen geht, mal vorweg ein paar Vorbetrachtungen.
(T ist bei mir die Temp., V das Volumen, Hg=Quecksilber,
V0=Volumen bei T=0°C)

i) Die Volumenänderung delta_V ist definert als V0*T*gamma, wobei ja gamma der Volumenausdehnungskoeffizient ist. (Wird klar, wenn man die Formel V=V0(1+gamma*T) betrachtet)
Aber was bedeutet Volumenausdehung? V = Masse/Dichte, d.h. wenn V größer wird, muss die Dichte kleiner werden, da die Masse gleich bleibt (es kommt ja kein Hg hinzu, und die Atome werden auch nicht auf einmal schwerer).
ii) dichte = m / V
iii) Wenn man sich so ein Barometer anschaut, dann sieht man das der Druck gleich der Dichte von Hg * der Höhe der Hg-Säule * Erdbeschleunigung ist, also p = dichte*g*h.
(Funktionsweise eines Quecksilberbarometers)

Jetzt zur Lösung:
p1 = h*g*dichte1;
p'1= h*g*dichte'1;
beide durcheinander dividieren und es fällt g u. h raus
--> p1/p'1 = dichte1/dichte'1 (1)
aber es gilt auch:
dichte1= m / V0; dichte'1 = m / V0(1+gamma*T)
das in die Gleichung (1) einsetzen
--> p1/p'1 = (1+gamma*T) / 1
und nach p'1 umgestellt:
--> p1 = (1+gamma*T)*p'1

(Beachte: deine Temp.Einheit kannst du auch als Kelvin nehmen, da es sich um eine delta_T (bzw. bei dir delta_V) handelt. Am Wert ändert sich nix, nur einfach die Einheit wechseln. Das geht aber nur hier, wegen delta_T, sonst muss man natürlich von Kelvin zu Celsius umrechnen)

Bei Fragen zu den beiden Aufgaben einfach wieder melden.

tvdirekt

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Denn es geht ja darum dir bei deinen Problemen zu helfen und nicht nur bei einzelnen Aufgaben. Ich denke oftmals sind es nur Kleinigkeiten die dir zuschaffen machen. Oder sind es doch immer grundsätzliche Dinge?

Ich persönlich würde mich freuen wenn ich sehe das du Fortschritte machst. Natürlich helfen wir dir auch sonst weiter.