.05 Уравнение состояния идеального газа
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Водолазный колокол в форме цилиндра без дна, частично заполненный воздухом, находится под водой. Чтобы колокол не
всплывал, его прикрепили тросом к дну водоёма. На верёвке к колоколу привязан груз, находящийся в воде (см. рисунок).
Площадь горизонтального сечения колокола 
объём воздуха в нём 
при давлении 
.
Когда груз в колоколе поднимают над уровнем воды, давление возрастает на 
, при этом трос остаётся
натянутым. Найдите изменение натяжения троса и верёвки. Плотность воды 
, ускорение свободного
падения 
. Воздух в колоколе подчиняется закону Бойля-Мариотта: 
, где 
— давление, 
—
объём воздуха в колоколе.
(Всеросс., 2014, финал, 9 )
Источники:
Чтобы вычислить изменение объёма воздуха в колоколе, воспользуемся законом Бойля-Мариотта: 
. Из
него следует, что объём воздуха уменьшится на:
Рассмотрим равновесие системы «колокол 
груз 
столб воды внутри колокола». На систему действуют следующие
внешние силы: сила тяжести, сила натяжения троса 
и силы гидростатического давления на верхнюю и нижнюю
поверхность системы (не все силы показаны на рисунке).
После поднятия груза объём воздуха уменьшится, освобождённый объём 
займет вода массой 
. При этом из
всех внешних сил, действующих на систему, изменятся только сила натяжения троса и сила тяжести, действующая на воду
внутри колокола. Таким образом, сила натяжения троса уменьшится на
На колокол действуют сила тяжести, сила гидростатического давления, сила давления воздуха и силы натяжений троса и верёвки. Из них при поднятии груза изменяются силы натяжений и сила давления воздуха. Силы натяжения направлены вниз, сила давления воздуха — вверх. Давление увеличивается, сила натяжения троса уменьшается, значит, сила натяжения верёвки увеличивается, причём:
(Официальное решение ВсОШ)
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!
