A gáz törvényei és a dugattyú egyensúlya
A feladat a "Felkészülés az USE a fizikáról" fejezetben a "Gáz törvények", 10 - 11 osztály
Magas, függőleges, hengeres tartályban, amely nehéz szivattyúval rendelkezik, amely gyakorlatilag nem súrlódik, az edény falai mentén mozgatható, kis levegő van 1,5 atm nyomáson. A dugattyú egyensúlyban van 20 cm magasságban az edény fenekénél. Határozza meg, hogy a dugattyú milyen messzire mozog, ha a tartály nyitva van, és várja meg az egyensúly megteremtését. Olvassa el a levegő hőmérsékletét és a légköri nyomás 1 atm állandó. A tartályban lévő levegő tömege elhanyagolható a dugattyú tömegéhez képest.
A probléma helyes megoldásához két számra van szükség, jelezve mindkét esetben a dugattyún ható erőket.
De először meg kell értenünk, hogy a probléma izotermikus folyamat. Használjuk a Boyle-Mariott-formulát.
Ezután írjuk Newton egyenleteit, válasszuk ki a koordináta tengelyek kényelmes irányát, és tervezzük a vektoregyenleteket.
A kapott egyenletek rendszerét az ismeretlenhez viszonyítva oldjuk meg.