Вопрос задан 14.10.2026 в 15:55. Предмет Физика. Спрашивает Лукьянов Евгений.

Чтобы при подъёме груза весом 25 кН напряжение в тросе подъёмного крана не превышало 60 МПа, каким должен быть диаметр троса?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Чичкина Яна.

Дано:

  • Вес груза: F=25 кН=25 000 НF = 25\text{ кН} = 25\,000\text{ Н}.

  • Максимально допустимое напряжение в тросе: σ=60 МПа=60⋅106 Па\sigma = 60\text{ МПа} = 60 \cdot 10^6\text{ Па}.

  • Диаметр троса: dd — найти.

Решение

Чтобы напряжение в тросе не превышало допустимого значения, воспользуемся формулой механического напряжения:

σ=FS,\sigma=\frac{F}{S},

где:

  • σ\sigma — механическое напряжение;

  • FF — сила натяжения троса;

  • SS — площадь поперечного сечения троса.

Предположим, что трос имеет сплошное круглое поперечное сечение. Тогда его площадь равна:

S=πd24.S=\frac{\pi d^2}{4}.

Подставим эту формулу в выражение для напряжения:

σ=4Fπd2.\sigma=\frac{4F}{\pi d^2}.

Выразим диаметр троса:

d=4Fπσ.d=\sqrt{\frac{4F}{\pi\sigma}}.

Подставим числовые значения:

d=4⋅250003,14⋅60⋅106.d=\sqrt{\frac{4\cdot25000}{3{,}14\cdot60\cdot10^6}}.
d=0,0005308.d=\sqrt{0{,}0005308}.
d≈0,023 м=23 мм.d\approx0{,}023\text{ м}=23\text{ мм}.

Ответ

Минимальный диаметр троса должен составлять примерно 23 мм, чтобы при подъёме груза весом 25 кН механическое напряжение не превышало 60 МПа.

Таким образом, в рамках задачи необходимо использовать трос диаметром не менее 23 мм.

Следует отметить, что расчёт выполнен для сплошного круглого сечения и статической нагрузки. Для реального стального каната, состоящего из отдельных проволок, требуется учитывать металлическую площадь сечения, конструкцию каната и динамические нагрузки при подъёме. Поэтому его фактический номинальный диаметр может быть больше расчётного.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос