Условие задачи
На неподвижном поршне со штоком диаметром d1 = 0,20 м покоится сосуд массой m = 16,0 кг, состоящий из двух цилиндрических частей: верхней открытой диаметром d и нижней закрытой диаметром D и высотой H. Начальное давление воздуха в нижней части сосуда равно атмосферному.
Определить, какой объем воды нужно налить в верхнюю часть сосуда, чтобы он всплыл над поршнем на высоту h. Определить также показание ртутного манометра hрт.
Толщиной поршня, трением поршня в цилиндре и штока в сальнике пренебречь. Процесс сжатия воздуха считать изотермическим.
Рисунок 1 − Схема к задаче
Исходные данные:
D = 0,250 м; d = 0,1 м; H = 1,0 м; h = 0,2 м; hатм = 750 мм.рт.ст
Ответ
1. Запишем уравнение равновесия для состояния, при котором сосуд начинает вплывать над поршнем.
где g = 9,81 м/с2 ускорение свободного падения;
F сила гидростатического давления воды на сосуд, Н.
где ...
