Прищепка

Шприц с закрытым концом — динамометр: сила на поршне определяется изменением давления воздуха при изотермическом сжатии, а давление — по объёму по шкале шприца.

\(A=s(F_0+F_1)/2\).

Используем шприц как динамометр, пользуясь имеющейся на шприце шкалой объёма. Площадь поперечного сечения \(S\) цилиндра шприца находим как частное объёма и расстояния между линиями шкалы объёма. Набираем в шприц воздух, закрываем отверстие пальцем и давим на поршень шприца с силой \(F=S(p-p_0)\), где \(p\) обозначает давление внутри шприца, а \(p_0\) — атмосферное давление.

В изотермическом процессе для газа в цилиндре справедливо соотношение \(p=p_0V_0/V\), где \(V_0\) — начальный объём находящегося в шприце газа, а \(V\) — его текущее значение. Нажимаем поршнем шприца на конец прищепки и находим, при какой силе \(F_0\) прищепка начинает раскрываться и при какой силе \(F_1\) она полностью раскрыта. Предполагая, что выполняется закон Гука, можем найти работу, совершённую при раскрытии, \(A=s(F_0+F_1)/2\), где \(s\) обозначает расстояние между концами прищепки.

Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.