Давление — Задание Физика 8 Класс №00050481

Поршень стоит на месте, значит, силы, действующие на него, уравновешены. Снизу его подпирает газ, а сверху давят воздух атмосферы и тяжесть самого поршня с гирей. Давление газа должно выдержать всё, что давит сверху.

Сначала найдём вес поршня и гири вместе. Общая масса $6 + 4 = 10\text{ кг}$:

$$F = mg = 10\cdot 10 = 100\text{ Н}.$$

Площадь поршня переводим в метры: $25\text{ см}^2 = 0{,}0025\text{ м}^2$ (ведь $1\text{ м}^2 = 10\,000\text{ см}^2$). Давление, которое создаёт этот груз:

$$p_1 = \dfrac{F}{S} = \dfrac{100}{0{,}0025} = 40\,000\text{ Па} = 40\text{ кПа}.$$

Атмосфера давит сверху тоже, и её давление $p_0 = 100\text{ кПа}$ тоже добавляется. Давление газа равно сумме:

$$p = p_0 + p_1 = 100 + 40 = 140\text{ кПа}.$$

Проверим по силам. Газ снизу толкает поршень вверх силой $140\,000\cdot 0{,}0025 = 350\text{ Н}$. Сверху вниз давят воздух с силой $100\,000\cdot 0{,}0025 = 250\text{ Н}$ и груз с весом $100\text{ Н}$, итого $350\text{ Н}$. Силы равны, поршень в покое.