Задание 21 ЕГЭ по физике

Начальное состояние.
В правой части: давление атмосферное.
В левой части: давление $p_1 < p_a$ (из-за растяжения пружины).
Условие равновесия:
$p_1S + F_{упр} = p_aS$где $F_{упр} = kx$ — сила упругости пружины

После удаления пробки.
Давление в левой части становится атмосферным.
Новое условие равновесия:
$p_aS = p_aS + F_{упр}’$Для выполнения равенства необходимо $F_{упр}’ = 0.$

Результирующая сила:
$F_{рез} = (p_a- p_1)S- kx$Поршень движется вправо, пока пружина не сожмется.

Ответ:
Поршень переместится вправо до положения, где пружина не деформирована.

Обоснование:
$1.$ Закон Гука для пружины: $F_{упр} = kx.$
$2.$ Уравнение равновесия сил на поршень.
$3.$ Уравнение состояния идеального газа.
$4.$ Принцип выравнивания давлений при сообщении с атмосферой.