Тип 21 № 18585
Сосуд разделен на две части подвижным поршнем, который движется без трения относительно стенок сосуда. В правой части сосуда есть отверстие. Поршень соединен с правым краем сосуда пружиной, в начальном положении она растянута. В левой части сосуда имеется отверстие, плотно закрытое пробкой. Объяснить, как изменится положение поршня, если вынуть пробку.
Решение:
-
Так как правая часть сосуда открыта, то давление в ней равно атмосферному давлению. По условию пружина растянута, значит, по закону Гука на поршень со стороны пружины действует сила упругости, направленная вправо.
-
На поршень действует также упругая сила со стороны пружины, направленная вправо, сила давления атмосферного воздуха, направленная влево. Найдем силы: сила упругости: , сила давления: , сила давления в левой части сосуда: .
-
Исходя из условий равновесия поршня: делаем вывод, что давление в левой части сосуда меньше атмосферного давления.
-
Если вынуть пробку, то в левой части сосуда давление станет равным атмосферному давлению. Тогда образуется разность давлений, и поршень начнет двигаться вправо до тех пор, пока пружина не станет недеформированной.
Ответ: поршень переместится вправо.