假设原来所用的金属丝直径为d,每1千克砝码所引起的伸长量为L。如果将金属丝直径加倍,新的金属丝直径为2d,其他条件不变,求新的每1千克砝码所引起的伸长量L'。
根据胡克定律,弹性伸长量和应力成正比,和材料的截面积成反比,即
L = (F * L) / (A * E)
其中,F是受力,L是伸长量,A是横截面积,E是弹性模量。由于其他条件不变,所以E和A均不变。另外,由于每1千克砝码受力相同,因此可以将F看作常数。
当直径加倍时,横截面积变成原来的4倍,因此有
A' = π * (2d)^2 / 4 = π * d^2 = A
因此,新的每1千克砝码所引起的伸长量L'为
L' = (F * L') / (A' * E) = (F * L') / (A * E) = L
即每1千克砝码所引起的伸长量不变,仍为L。
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