如图所示,上端封闭下端开口的竖直玻璃管,以2m/s2的加速度上升,管内长10cm的水银柱将一段空气柱封闭,水银柱与玻璃管保持相对静止。已知大气压强为1.0×105Pa,水银的密度为1.36×104kg/m3,g=10m/s2,求管内空气柱的压强。
如图所示,上端封闭下端开口的竖直玻璃管,以2m/s2的加速度上升,管内长10cm的水银柱将一段空气柱封闭,水银柱与玻璃管保持相对静止。已知大气压强为1.0×105Pa,水银的密度为1.36×104kg/m3,g=10m/s2,求管内空气柱的压强。
8.368×104Pa
设玻璃管的内横截面积为S,管内空气柱的压强为p。此时水银柱在竖直方向上受到向上的大气压力F0=p0S,向下的重力G=ρhSg与管内空气的压力F=pS,如下图所示。
由牛顿第二定律有
p0S-pS-ρhSg=ρhS·a
解得p=p0-ρ(g+a)h=1.0×105-1.36×104×(10+2)×0.1Pa=8.368×104Pa