Feladat: 5071. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Bokor Endre ,  Máth Benedek ,  Osztényi József ,  Pácsonyi Péter ,  Varga Vázsony 
Füzet: 2019/február, 121. oldal  PDF file
Témakör(ök): Feladat, Szakítószilárdság
Hivatkozás(ok):Feladatok: 2018/november: 5071. fizika feladat

Rugalmas fonálon lógó terhet 0-ról lassan növekvő erővel húzunk lefelé. A fonál F1 erőnél szakad el. Milyen minimális erő alkalmazásánál szakad el a fonál, ha az erő azonnal felveszi értékét, és utána nem változik?

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Feltételezzük, hogy a fonálban ható erő követi a Hooke-törvényt, vagyis a megnyúlással arányosan növekszik. A fonál egy meghatározott feszítőerőnél, azaz egy meghatározott megnyúlásnál szakad el. Legyen ez a megnyúlás a kezdeti megnyúlásnál Δx-szel nagyobb.
A kezdeti helyzettől az elszakadás pillanatáig a fonál rugalmas energiája is és a teher helyzeti energiája is ugyanannyit változik mindkét esetben. Ezek szerint a húzóerő W munkájának is ugyanannyinak kell lennie a kétféle nyújtás esetében. A második esetben az állandó F2 erő munkája F2Δx. Az első esetben az erő lassan növekszik nullától F1-ig, átlagos értéke 12F1, így a munkája 12F1Δx. A két munka egyenlőségéből következik, hogy F2=F1/2.
 Bokor Endre (Budapesti Fazekas M. Gyak. Ált. Isk. és Gimn., 10. évf.)