Давление газа при ускорении
В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под подвижным поршнем массой $10\ \text{кг}$ и площадью поперечного сечения $50\ \text{см}^2$ находится разреженный газ (см. рисунок). При движении сосуда по вертикали с ускорением, направленным вверх и равным по модулю $1\ \text{м/с}^2$, высота столба газа под поршнем постоянна и на $5\%$ меньше, чем в покоящемся сосуде. Считая температуру газа под поршнем неизменной, а наружное давление постоянным, определите внешнее давление. Масса газа под поршнем постоянна.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
В вертикальном цилиндрическом сосуде | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Запишите условие равновесия поршня в покоящемся сосуде и при движении сосуда с ускорением.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
В системе отсчёта, связанной с сосудом, эффективное ускорение свободного падения при движении вверх равно $g+a$. Так как температура и масса газа постоянны, используйте закон Бойля–Мариотта: $p_1V_1=p_2V_2$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
При $g=10\ \text{м/с}^2$ давление газа в покое равно $p_0+\dfrac{mg}{S}$, а при движении — $p_0+\dfrac{m(g+a)}{S}$. Поскольку $V_2=0{,}95V_1$, составьте уравнение $\left(p_0+\dfrac{m(g+a)}{S}\right)0{,}95=p_0+\dfrac{mg}{S}$.