Предмет: Физика, автор: 4258567

Вертикальну закриту циліндричну посудину завдовжки 42 см розділено на дві рівні частини поршнем, що ковзає без тертя. Застопоривши поршень, обидві половини посудини заповнили газом, причому тиск газу під поршнем 600 кПа, а над поршнем - 0,1 МПа. Коли стопор зняли, то поршень зсунувся на 7 см вгору. Визначте масу поршня, якщо площа його поперечного перерiзу 5 см². За якоï маси поршня, при якій він не змінив би свого розташування після зняття стопора? Зміною температури знехтувати. ​

Ответы

Автор ответа: bulavinmihail10
1

Відповідь:

За законом Паскаля тиск газу у будь-якій точці замкнутої посудини однаковий, тому після зняття стопора тиск газу на обох сторонах поршня стає однаковим і поршень зупиняється у рівноважному положенні.

До зняття стопора на поршені діє сила, що виникає в результаті різниці тиску газу на обох сторонах поршня:

F = p * S,

де p - різниця тиску газу на обох сторонах поршня, S - площа поперечного перерізу поршня.

Після зняття стопора поршень зупиняється в рівноважному положенні, тому сила, яка діє на поршень, стає рівною нулю:

F = 0.

Таким чином, можна записати рівняння різниці тисків на поршні до і після зняття стопора:

p = p_1 - p_2 = F / S = 0.

Отже, різниця тисків на обох сторонах поршня стає нульовою, і поршень зупиняється у рівноважному положенні.

Щоб визначити масу поршня, можна скористатися рівнянням рівноваги сил:

F = m * g,

де m - маса поршня, g - прискорення вільного падіння.

Площа поперечного перерізу поршня дорівнює:

S = 5 см² = 0,0005 м².

Тиск газу під поршнем дорівнює:

p_1 = 600 кПа = 600000 Па,

тиск газу над поршнем дорівнює:

p_2 = 0,1 МПа = 100000 Па.

Різниця тисків на поршень дорівнює:

p = p_1 - p_2 = 500000 Па.

Тоді сила, яка діє на поршень, дорівнює:

F = p * S = 500000 * 0,0005 = 250 Н.

Прискорення поршня дорівнює прискоренню вільного падіння, тому:

F = m * g,

250 = m * 9,8,

m = 25,51 кг.

Таким чином, маса

Пояснення:

Автор ответа: Jack745
1

Ответ:

Уважно читай пояснення. Задача є складною та довгою

Объяснение:

Дано:

довжина посудини L = 42 см = 0,42 м

площа поперечного перерізу поршня A = 5 см² = 5 × 10⁻⁴ м²

тиск під поршнем p₁ = 600 кПа = 600000 Па

тиск над поршнем p₂ = 0.1 МПа = 100000 Па

пересування поршня x = 7 см = 0.07 м

Знайдемо об'єм V посудини:

V = A × L / 2 = (5 × 10⁻⁴ м²) × (0.42 м) / 2 = 1.05 × 10⁻⁴ м³

Застосуємо закон Бойля-Маріотта до газу під поршнем і газу над поршнем, щоб знайти їхні об'єми:

p₁V₁ = p₂V₂

де V₁ - об'єм газу під поршнем, V₂ - об'єм газу над поршнем.

V₁ = (p₂ / p₁) × V₂ = (100000 Па / 600000 Па) × 1.05 × 10⁻⁴ м³ = 1.75 × 10⁻⁵ м³

Так як газ ідеальний, то за законом Гей-Люссака можна записати:

p₁V₁ / T₁ = p₂V₂ / T₂

де T₁ і T₂ - температури газу під поршнем і газу над поршнем відповідно.

Оскільки температура не змінювалась, то T₁ = T₂ і співвідношення можна переписати в наступному вигляді:

p₁V₁ = p₂V₂

Ми вже знайшли V₁ і V₂ = V - V₁ = (1.05 × 10⁻⁴ м³) - (1.75 × 10⁻⁵ м³) = 8.25 × 10⁻⁵ м³. Підставимо ці значення в формулу:

600000 Па × 1.75 × 10⁻⁵ м³ = p₂ × 8.25 × 10⁻⁵ м³

p₂ = 1.27 × 10⁵ Па

Знайдемо силу F, що діє на поршень знизу від тиску газу:

F = p₁A = (600000 Па) × (5 × 10⁻⁴ м²) = 300 Н

Застосуємо другий закон Ньютона для поршня, який знаходиться в рівновазі:

F - mg = 0

де m - маса

g - прискорення вільного падіння.

Розв'язуємо вираз для маси m:

m = F / g = 300 Н / 9.81 м/с² ≈ 30.6 кг

Отже, маса поршня становить близько 30.6 кг.

Щоб знайти масу поршня, яка не змінила б його розташування після зняття стопора, необхідно, щоб вага поршня була рівна силі тиску газу над поршнем:

mg = p₂A

Підставляємо відомі значення:

m = p₂A / g = (1.27 × 10⁵ Па) × (5 × 10⁻⁴ м²) / 9.81 м/с² ≈ 64.9 кг

Таким чином, поршень не змінить свого розташування після зняття стопора, якщо його маса буде не менше 64.9 кг.

Похожие вопросы
Предмет: Русский язык, автор: Romafgh
Итоговый контрольный тест по русскому языку за курс 8 класса.

1. Отметьте слово, в котором пишется буква Е:
1) стел..тся по земле; 2) побывать в Англи..; 3) находиться в сомнени..; 4) дыш..тся легко.

2. Отметьте слово, в котором пишется буква И:
1) пр..зидент; 2) пр..вилегия; 3) пр..следовать; 4) пр..пятствие.

3. Отметьте слово, в котором пишется буква И:
1) сердито ц..кнуть; 2) из..скать средства; 3) знать пред..сторию; 4) сверх..нтересная статья.

4. Отметьте слово, в котором пишется глухая согласная:
1) великий зо..чий; 2) одета бе..вкусно; 3) сдавать э..замен; 4) сесть впереме..ку.

5. Отметьте слово, в котором пишется Ъ:
1) фальш.. в голосе; 2) молодец пригож..; 3) отреж..те кусочек; 4) первый под..езд.

6. Отметьте слово, которое пишется слитно:
1) (в)шестых; 2) (в)последствии; 3) кое(у)кого; 4) (в)течение суток.

7. Отметьте слово, в котором буква пишется:
1) прои..шествие на дороге; 2) в ближайшем буду..щем;
3) ч..резвычайное положение; 4) учебное уч..реждение.

8. В каком слове пишется одна Н?
1) лимо..ый; 2) прода..ый; 3) традицио..ый; 4) труже..ик.

9. В каком словосочетании неверно указано главное слово?
1) устал на охоте; 2) птичье пение; 3) обычно добродушный; 4) запах сирени.

10. Какая пара слов не является словосочетанием?
1) в конце января; 2) придёт и принесёт; 3) зимним морозом; 4) замолчат сразу.

11. Укажите тип связи слов в словосочетании ПРИНЯТЬ МЕРЫ.
1) согласование; 2) управление; 3) примыкание.

12. Укажите словосочетание, где вид связи определен неверно.
а) снежные равнины – примыкание
б) прилетает с добычей – управление
в) лучший ученик – согласование
г) крепко держаться – примыкание

13. Замените словосочетание деревянный дом, построенное на основе согласования, синонимичным словосочетанием со связью управление.


14. В каком предложении неверно выделена грамматическая основа?
а) Вчера посадили мы дерево.
б) Ветер по морю гуляет и кораблик подгоняет.
в) Утренний ветерок прошумел в вершинах деревьев.
г) Сквозь тучу пробился луч солнца.

15. Укажите грамматическую основу предложения.
Старый огородник услышал песню скворца.
а) услышал песню
б) огородник услышал
в) старый огородник
г) песню скворца

16. Укажите тип сказуемого в данном предложении.
Его нужно было поддержать в эту минуту.
а) простое глагольное сказуемое
б) составное глагольное сказуемое
в) составное именное сказуемое
г) сказуемое отсутствует

17. 2Укажите предложение с составным именным сказуемым.
а) Родители не должны оставлять детей без присмотра.
б) В доме коменданта был я принят как родной.
в) Долго будет Карелия сниться.
г) Сестра начала учиться музыке в шесть лет.

18. Укажите предложение с составным глагольным сказуемым.
а) По прогнозам синоптиков, в воскресенье ветер будет усиливаться.
б) Бопре в отечестве своем был парикмахером.
в) Я был готов провалиться сквозь землю.



19. В каком предложении есть обстоятельство времени?
1) Я пришёл в класс за десять минут до звонка.
2) Из оврага долетал до моего слуха глухой шум.
3) Благодаря частым дождям трава была необычайно сочная.
4) Он специально пропустил это занятие.

20. Укажите односоставное неопределённо-личное предложение.
1) Что-то тревожное послышалось в его голосе.
2) В горах ночью прохладно.
3) Меня здесь не понимают.
4) Звонкое, радостное утро.

21. В каком предложении есть однородные определения? (Знаки препинания не расставлены.)
1) Так начался мой первый гимназический год.
2) Дом был большой двухэтажный.
3) Вокруг тянулась плоская унылая степь.
4) Прошлое и настоящее определяют будущее.

22. В каком предложении есть обособленное уточняющее обстоятельство? (Знаки препинания не расставлены.)
1) Вечером в парке зажигались огни.
2) Мы расположились в палатке поджав ноги.
3) Он почти всю свою жизнь лет пятьдесят проработал в газетах.
4) Он трудился не покладая рук.

23. Укажите простое предложение. (Знаки препинания не расставлены.)
1) Его ругают а он радуется.
2) Позже я встречал Надежду Григорьевну часто она жила неподалёку.
3) Мне очень жаль что я не созвонился с Самсоновым.
4) Николай тихонько засвистел сел за стол начал что-то писать.


24. Укажите предложения, в которых неверно расставлены знаки препинания.
1) Листва была навалена горами и нагретая солнцем, издавала скипидарный запах.
2) Вдали показалась пристань – маленький красный домик, выстроенный на барке.
3) Пётр, помня видимо совет Лопатина, сделался вдруг ласков.
4) Ты не пой, соловей, под моим окном.
25. Укажите предложение, в котором нет нарушения речевых норм.
1) Дети писали домой письма, в которых было написано о жизни в лагере.
2) На запрос по делу нам ответили опиской.
3) Срочной телеграммой пришлось вызывать старшего сына.
4) Метатель запустил изогнутый бумеранг.