Какое давление в Паскалях действует на внешнюю поверхность вертикального цилиндра с площадью сечения 0.02 кв.м, если

Чтобы найти давление, действующее на внешнюю поверхность вертикального цилиндра, нам нужно использовать принцип Паскаля, который гласит, что давление, создаваемое на жидкость или газ, равномерно распределяется по всему объему.

Для начала, давайте найдем изменение объема воздуха в цилиндре. Из условия задачи мы знаем, что при опрокидывании цилиндра над поршнем занимается объем 0.4 литра, а изначально в цилиндре было 4 литра воздуха. Таким образом, изменение объема составляет:
\[\Delta V = 4 \, л - 0.4 \, л = 3.6 \, л\]

Далее, нам нужно учесть массу, которая находится на поршне. В данном случае, масса под поршнем составляет 4 кг.

Теперь можем приступить к нахождению давления, используя формулу:
\[P = \frac{F}{A}\]
где \(F\) - сила, действующая на внешнюю поверхность, а \(A\) - площадь сечения.

Для того чтобы найти силу, нам необходимо учесть изменение импульса. Импульс можно рассчитать как произведение массы на изменение скорости:
\[p = m \cdot \Delta v\]
где \(m\) - масса и \(\Delta v\) - изменение скорости.

Так как цилиндр вертикальный и находится в покое, то начальная скорость равна нулю, а конечная скорость будет равна скорости падения тела, которую мы можем найти с помощью формулы свободного падения:
\[v = \sqrt{2gh}\]
где \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с²), а \(h\) - высота падения.

Так как масса под поршнем составляет 4 кг, а площадь сечения цилиндра равна 0.02 кв.м, можем рассчитать силу:
\[F = m \cdot \Delta v = 4 \, кг \cdot \sqrt{2 \cdot 9.8 \, м/с^2 \cdot 3.6 \cdot 10^{-3} \, м} \approx 0.77 \, Н\]

Теперь, чтобы найти давление \(P\), подставим найденную силу в формулу для давления:
\[P = \frac{F}{A} = \frac{0.77 \, Н}{0.02 \, м^2} = 38.5 \, Па\]

Таким образом, давление, действующее на внешнюю поверхность вертикального цилиндра, равно приблизительно 38.5 Па (Паскалей).