Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Fizika házi

759
Valaki letudná vezetni?Vegyünk egy 2 cm átmérőjű hengert.Egyik végén egy jól záró mozgató dugattyú van,a másik végét egy dugóval zárjuk el.A dugót a hengerből 100 N nagyságú erővel lehet kihúzni.A külső légnyomás 100kPa.Kezdetben , amikor a dugattyút behelyeztük a hengerbe ,akkor az a dugótól 30 cm távolságra van.Ha a dugattyút lassan toljuk a hengerbe,akkor hol áll a dugó kirepülésének pillanatában?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

1
A hengerben a dugó felülete: `A=r^2π`
A dugattyú magassága kezdetben: `m=30\ cm="0,3"\ m`
Ne felejtsd el a sugarat is átváltani méterbe! A felület m²-ben legyen.

A dugattyú behelyezésekor lesz egy 2 cm átmérőjű (1 cm sugarú), 30 cm magas zárt tér, amiben a levegő nyomása 100 kPa.
`V_1=A·m=...` számold ki a térfogatát m³-ben.
`p_1=100\ kPa`
A dugó mindkét oldalára ugyanakkora nyomás hat, az egyik oldalon a külső légnyomás van, a másik oldalon a `V_1` térben lévő nyomás. Mivel ezek egyfomrák, a két erő is egyforma, eredőjük nulla.
`p_1=F_1/A`
`F_1=p_1·A = ...` számold ki, ekkora erővel nyomja a külső és belső levegő is a dugót.

Ha lassan toljuk a dugattyút, akkor a levegő hőmérséklete változatlan marad, izoterm lesz az állapotváltozás. Vagyis:
(1) `p_1·V_1=p_2·V_2`
ahol `V_2` lesz az a térfogat, amikor kirepül végül a dugó.

Mondjuk a dugattyú ekkor `x` távolságra áll a dugótól.
(2) `V_2=A·x` ezt még nem tudjuk kiszámolni, `x` lesz a kérdés.

A belső nyomás ekkora erőt fejt ki a dugóra:
`F_2=p_2·A`
Ha ez az erő 100 N-nal nagyobb a külső légnyomás által kifejtett erőnél, kirepül a dugó:
`F_2=F_1+100\ N`
`p_2·A=F_1+100\ N`
`p_2=(F_1+100\ N)/A=...` számold ki
(EDIT: Az előző 3 sorban eredetileg 100 kPa-t írtam, ami elírás volt, 100 N kell legyen)

Végül (1) és (2) alapján kijön az `x`:
(1)-ből:
`V_2=(p_1·V_1)/p_2=...`
(2)-ből:
`x=V_2/A=...`

Ez méterben lesz, bizonyára át érdemes váltani cm-be.
Módosítva: 5 éve
1