Когда поршень покоится, сила давления со стороны атмосферы и сила давления поршня компенсируют силу давления со стороны газа в цилиндре: P1 = P0 + (mg)/S. пусть в этот момент расстояние от поршня до дна цилиндра равно h
когда лифт движется вверх с ускорением, на поршень со стороны лифта действует сила инерции ma, направленная вертикально вниз. эта сила инерции, сила давления со стороны атмосферы и сила тяжести компенсируют силу со стороны газа в цилиндре: P2 = P0 + m (g + a). пусть поршень опустился на величину x от своего первоначального положения, тогда расстояние от дна цилиндра до поршня равно h2 = h - x
так как изменением температуры можно пренебречь, то справедлив закон Бойля-Мариотта:
P1 S h = P2 S (h - x)
(P0 + (mg)/S) S h = (P0 + (m (g + a))/S) S (h - x)
Ученые утверждают: чтобы преодолеть трение и избавиться от последствий его разрушительного действия, человечество тратит до 10% процентов своих усилий. Казалось бы, если исчезнет сила трения, то резко сократятся потери энергии, а различные механизмы перестанут изнашиваться. Но на самом деле все не так просто. Посмотрите также что будет, если отсканировать зеркало. Вот что говорят физики по поводу того, что случится, если не станет силы трения: Любое движущийся транспорт (трамваи, автобусы, машины, троллейбусы) не сможет остановиться, а стоящее средство передвижения никогда не двинется с места. Люди больше не смогут играть на скрипке, виолончели и альте, потому что смычок потеряет извлекать звуки из этих инструментов. Это, наверное, самый безобидный результат отсутствия силы трения. Нельзя будет завязать банты и шнурки, поскольку все узлы мгновенно развяжутся. Люди перестанут вешать на стену картины и книжные полки, потому что гвозди просто будут выскальзывать из нее. Одним словом, если не станет силы трения, в мире воцарится полный хаос. Человечество забудет о тишине, потому что звуки будут бесконечно отражаться от препятствий эхом. Все вещи станут выскальзывать из рук. На Земле постоянно будет дуть ветер. А еще ни один предмет не сможет удержаться на другом. Все они начнут скользить и катиться, пока не окажутся на одном уровне.
когда лифт движется вверх с ускорением, на поршень со стороны лифта действует сила инерции ma, направленная вертикально вниз. эта сила инерции, сила давления со стороны атмосферы и сила тяжести компенсируют силу со стороны газа в цилиндре: P2 = P0 + m (g + a). пусть поршень опустился на величину x от своего первоначального положения, тогда расстояние от дна цилиндра до поршня равно h2 = h - x
так как изменением температуры можно пренебречь, то справедлив закон Бойля-Мариотта:
P1 S h = P2 S (h - x)
(P0 + (mg)/S) S h = (P0 + (m (g + a))/S) S (h - x)
(P0 h)/(h - x) + (mgh)/(S (h - x)) = P0 + (m (g + a))/S
P0 ((h/(h-x)) - 1) = (m/S) * (g + a - (gh)/(h-x))
P0 * (x/(h-x)) = (m/S) * (a - g * (x/(h-x)))
m = (P0 x S)/((h-x) (a - g * (x/(h-x)))
пусть x/(h-x) = t. тогда
m = (P0 S t)/(a - gt)
t = 0.025/(0.2-0.025) ≈ 0.1428571
m = (10^(5)*10^(-3)*0.1428571)/(4-9.8*0.1428571) ≈ 5.5 кг