Dane: 

▶ wysokość: $h=60\text{cm}=0,6\text{m}$.

Rozwiązując to zadanie skorzystamy również z:

▶ wartość przyspieszenia ziemskiego: $g=10\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}$,

▶ gęstość wody: $d=1000\frac{\text{kg}}{{\text{m}}^3}$.

 

$\mathbf{a})$

Szukane:

▶ ciśnienie hydrostatyczne: $p_{}=?$

Rozwiązanie:

Naszym zadaniem jest obliczenie ciśnienia hydrostatycznego przy otworze odpływowym.

Ciśnienie hydrostatyczne przedstawiamy wzorem:

$p=dgh$ 

gdzie:

$p$ - ciśnienie hydrostatyczne, 

$d$ - gęstość cieczy wywierającej parcie na dno naczynia,

$g$ - wartość przyspieszenia ziemskiego, 

$h$ - wysokość słupa cieczy, która wywiera ciśnienie hydrostatyczne na rozważanej głębokości.

Podstawiamy i obliczamy:

$p=1000\frac{\text{kg}}{{\text{m}}^{{\cancel{3}}^2}}\cdot 10\frac{\text{m}}{{\text{s}}^2}\cdot 0,6\cancel{\text{m}}=6000\frac{\text{N}}{{\text{m}}^2}=6000\text{Pa}$

Odpowiedź: Ciśnienie hydrostatyczne przy otworze wylotowym wynosi 6 000 Pa.

 

$\mathbf{b})$

Dane w tym podpunkcie:

▶ pole powierzchni otworu: $S=4{\text{cm}}^2=0,0004{\text{m}}^2$.

Dane obliczone w poprzednim podpunkcie: 

▶ ciśnienie hydrostatyczne: $p=6000\text{Pa}$.

Szukane:

▶ wartość siły parcia: $F=?$

Wartość siły parcia przedstawiamy zależnością:

$F=pS$

gdzie:

$F$ - wartość siły parcia działającej na pewną powierzchnię,

$p$ - ciśnienie wywierane na tę powierzchnię, 

$S$ - pole tej powierzchni. 

Podstawiamy i obliczamy:

$F=6000\text{Pa}\cdot 0,0004{\text{m}}^2=2,4\frac{\text{N}}{\cancel{{\text{m}}^2}}\cdot \cancel{{\text{m}}^2}=2,4\text{N}$

Odpowiedź: Siła parcia wynosi 2,4 N.