物理气态方程.一端封闭粗细均匀的U形管.其水平部分 - 已解决

物理气态方程.一端封闭粗细均匀的U形管.其水平部分长为L.U形管绕口臂的轴线以角速度W转动

如图,一端封闭粗细均匀的U形管,其水平部分长L,U形管绕开口臂的轴线以角速度w匀速转动,有长为L的水银柱封闭一段气柱,若处于U形管水平部分的水银柱的长度为L/2,则被封闭的气柱的压强为多少?（设水银的密度为P,大气压强为p0）

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这个题目的关键是如何求出水银柱对封闭气体的作用力.

首先把水银柱分成两段,竖直的一段和水平的一段.

现在观察右下角的拐点,因为现在是平衡的,所以它受到的竖直管的压力和水平管的压力是相等的.

竖直管的压力=气体的压强×截面积+竖直部分水银柱的重力

水平管的压力=大气压强×截面积+水平部分水银柱的离心力

因为对于离转轴距离为r处的质点的离心加速度是rw^2,w是角速度.这个加速度是正比于r的,所以

水平部分水银柱的离心力可以看作水平水银柱聚集在它的中心处所产生的离心力.这个中心距离转轴是3L/4,这样就可以算出来了.

其余三个部分都好算.然后就得到气体压强了.

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