251. Rekka-auto kevlar-langan varassa
Suurin paine, jonka kevlar-kuitu vedettäessä kestää, on 3 620 MPa. Kuinka paksu lanka kevlarista on tehtävä, jotta sen varaan voidaan ripustaa rekka-auto, jonka massa on 60 tonnia (täysperävaunullisen yhdistelmän suurin sallittu massa)?
Ratkaisu
Pinta-alaan A kohdistuva voima F aiheuttaa paineen [[$p=\frac{F}{A}$]]. Nyt voima on 60 tonnin paino: [[$G=mg$]]. Voidaan ratkaista tarvittava pinta-ala:
[[$\begin{align*} p&=\frac{F}{A}&||\cdot A \\ pA&=F &||:p \\ A&=\frac{F}{p}=\frac{60000\text{ kg}\cdot 9,81\text{m}/\text{s}^2}{3620000000\text{ Pa}}=0,0001625\dots\text{m}^2\approx 0,000163\text{ m}^2 & \\ \end{align*}$]]
Tästä voidaan ratkaista paksuus d, sillä langan poikkileikkaus on oletettavasti ympyrä:
[[$\begin{align*}A&=\pi \left(\frac{d}{2}\right)^2&||:\pi \\ \frac{A}{\pi}&=\frac{d^2}{4} & || \cdot 4 \\ d^2&=\frac{4A}{\pi} &|| \sqrt{} \\ d&=\pm \sqrt{\frac{4A}{\pi}}=\sqrt{\frac{4*0,000163\text{ m}^2}{\pi}}=0,0144\dots\text{m}\approx 14\text{mm} & \\ \end{align*}$]]