Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11460
2019-11-17 
Вертикальный сосуд закрыт сверху поршнем, способным перемещаться без трения. Давление газа в сосуде отличается от атмосферного. Предоставленный самому себе, поршень будет двигаться с некоторым ускорением. Сохранится ли величина этого ускорения, если па поршень положить какой-то груз?
Решение:
Если давление газа превышает атмосферное, ускорение свободного поршня
$a_{1} = \frac{mg - \Delta pS}{m} = g - \frac{ \Delta p S }{m}$,
где $m$ - масса поршня; $\Delta p$ - разность давлений; $S$ - площадь поршня. При этом $a_{1}$ может быть направлено как вниз ($a_{1} > 0$), так и вверх ($a_{1} < 0$). В обоих случаях ускорение $a_{2}$ нагруженного поршня таково, что $a_{2} = g - \frac{ \Delta pS}{m + M}$, где $M$ - масса груза. Очевидно, что $a_{2} \neq a_{1}$.
Но если давление газа меньше атмосферного, картина изменится. Теперь ускорение свободного поршня $a_{3} = g + \frac{ \Delta pS}{m}$ и превышает ускорение свободного падения. При этом груз отстает от поршня и, конечно, не влияет на его ускорение.
Вертикальный сосуд закрыт сверху поршнем, способным перемещаться без трения. Давление газа в сосуде отличается от атмосферного. Предоставленный самому себе, поршень будет двигаться с некоторым ускорением. Сохранится ли величина этого ускорения, если па поршень положить какой-то груз?
Решение:
Если давление газа превышает атмосферное, ускорение свободного поршня
$a_{1} = \frac{mg - \Delta pS}{m} = g - \frac{ \Delta p S }{m}$,
где $m$ - масса поршня; $\Delta p$ - разность давлений; $S$ - площадь поршня. При этом $a_{1}$ может быть направлено как вниз ($a_{1} > 0$), так и вверх ($a_{1} < 0$). В обоих случаях ускорение $a_{2}$ нагруженного поршня таково, что $a_{2} = g - \frac{ \Delta pS}{m + M}$, где $M$ - масса груза. Очевидно, что $a_{2} \neq a_{1}$.
Но если давление газа меньше атмосферного, картина изменится. Теперь ускорение свободного поршня $a_{3} = g + \frac{ \Delta pS}{m}$ и превышает ускорение свободного падения. При этом груз отстает от поршня и, конечно, не влияет на его ускорение.
