Тема . Механика. Импульс и Энергия

.04 Закон сохранения и изменения энергии

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. импульс и энергия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#118660

На дне водоема стоит цилиндр, закрытый легким поршнем, прилегающем ко дну. Масса цилиндра m  , высота h  , площадь поршня S  , глубина водоема 4h  , плотность воды ρ0  . К поршню привязали трос и начали медленно поднимать поршень (и цилиндр) до высоты, когда поршень и верхняя кромка цилиндра оказались на поверхности воды. Определите работу, совершенную в этом процессе. Атмосферное давление P0  , ускорение свободного падения g  , весом троса пренебречь.

PIC

(Всесибирская олимпиада 2025, 10)

Источники: Всесиб - 2025, 10

Показать ответ и решение

В рамках задачи выполняется закон сохранения энергии в силу рассмотрения системы «поршень-цилиндр» как единое целое.

Работа силы тяги F  расходуется на изменение потенциальной энергии системы (цилиндра и воды).

AF = ΔEm  + ΔE воды

Изменение потенциальной энергии цилиндра происходит за счет изменения положения центра масс. Он перемещается с высоты h∕2  до высоты 3,5h  :

ΔE   = 3mgh
   m

Изменение объема цилиндра: ΔV  = Sh ⇒ Δm  воды = Shρ

Подставляем:

                                  7                        1     2
Eводы(к) = 4h ⋅Δm воды ⋅g, Eводы (н) = 2 h⋅Δm воды ⋅g ⇒ ΔE воды = 2 ρgSh
Ответ:

Специальные программы

Все 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!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!