Logo
Logo

Устойчивость поршня

Разбалловка

Поршень находится в равновесии. Является ли это положение равновесия устойчивым? Существуют ли другие положения равновесия? Если есть, то при каких расстояниях $h_{i}$ от поршня до верхнего края? Являются ли эти положения равновесия устойчивыми?

1 Указано, что давление ртути на поршень при высоте поршня $h$ равняется
$$p_{рт} = p_0 + \rho_р g h$$
1.00
2 Получено выражение для давления гелия на поршень:
$$p_г = \frac{p_1 (L - h_1)}{L - h}$$
1.50
3 Записано условие равновесия поршня:
$$p_г = p_{рт}$$
1.00
4 Получен ответ для положения равновесия $h = h_2$:
$$h_2 = L - H - h_1 = 360~мм$$
1.50
5 M1 Сформулирован критерий устойчивости равновесия поршня:
Разность давлений $\Delta p$ возрастает с увеличением $h$
2.00
6 M2 Сформулирован критерий устойчивости равновесия поршня:
Указано, что механической работе газа можно придать потенциал, и что для устойчивости равновесия системы суммарная работа, совершаемая газом и силой тяжести над системой “поршень + ртуть”, должна быть отрицательна при увеличении $h$
2 × 1.00
7 Обоснованно получено, что положение равновесия поршня $h = h_1$ устойчиво 1.50
8 Обоснованно получено, что положение равновесия поршня $h = h_2$ неустойчиво 1.50