Задача из серии «Олимпиадные задачи по физике», 11 класс
Поршень массой m находится в равновесии посередине герметично закрытого цилиндра. В каждой половине цилиндра находится v молей идеального газа, имеющего температуру Т. Определить период малых колебаний поршня Т, считая, что температура газа при колебаниях остается неизменной. Трением пренебречь.
Основная задача — составить дифференциальное уравнение колебательного движения.
А чтобы составить дифференциальное уравнение колебательного движения, необходимо рассмотреть два состояния системы.
Первое — начальное. Когда сумма сил, действующих на поршень равна нулю.
И второе, когда поршень смещен влево или вправо на некоторую величину х.
Разность второго и первого уравнений, а также использование уравнения состояния идеального газа, приводит к искомому дифференциальному уравнению колебательного движения.
Для решения задачи полезно повторить физический смысл производной.