题目内容
两端开口向上的U形气缸内充有空气,在其筒口将质量相同的两个活塞用向上拉力使它们维持在同一高度h,左筒横截面积为2S,右筒及水平管横截面积均为S,底部长为3h,筒内空气压强等于大气压强p0,初始位置时,活塞下表面与筒口平齐,求当活塞质量m满足什么条件时,放开活塞后气缸中空气不会漏出?(不计活塞与筒壁的摩擦,且左右筒活塞厚度均大于水平管的直径,筒内空气的温度保持不变)
初状态:未放开活塞时,p1=p0 V1=2Sh+3Sh+Sh=6Sh 末状态:放开活塞后,气缸中空气不漏出对左活塞: p2×2S-p0×2S-mg=0 对右活塞: p2S-p0S-mg=0 两式不可同时成立,所以末状态时右活塞位于容器底部,左活塞不能再上升 所以: V2≤3Sh+2Sh=5Sh 由 p2=, 得 p2≥p0 由 p2×2S=p0×2S+mg 得 m≥
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