2016-09-19
Сосуд сложной формы (см. рисунок) наполнен газом под давлением $p$. Одно из сечений этого сосуда имеет форму круга радиусом $b$. Рассмотрим левую часть сосуда, ограниченную этим сечением. Чему равна и куда направлена сила, действующая со стороны газа на эту часть сосуда?
Решение:
Мысленно разрежем сосуд по упомянутому в условии задачи круговому сечению. Сила, с которой газ действует на стенки левой части сосуда, по третьему закону Ньютона равна по величине и противоположна по направлению силе, с которой эти стенки сосуда действуют на газ. Поскольку газ в левой части сосуда находится в равновесии, то сумма сил, действующих на него со стороны стенок и со стороны газа в правой части сосуда, равна нулю. Таким образом, искомая сила давления газа на стенки левой части сосуда равна силе давления газа, действующей на рассматриваемое круговое сечение со стороны газа в правой части сосуда. Величина этой силы равна $F= \pi b^{2}p$, а направлена она влево, перпендикулярно данному круговому сечению.