فشار در یک لوله استوانه‌ای پر از آب به سطح مقطع آن بستگی ندارد، بلکه به ارتفاع آب و چگالی آن وابسته است.
- ابتدا باید مفهوم فشار و رابطه آن با نیرو را درک کنیم.
- فشار ناشی از ستون آب در انتهای لوله با رابطه $P = \rho g h$ محاسبه می‌شود.
- نیروی وارد بر انتهای لوله از رابطه $F = P \times A$ به دست می‌آید که در آن $A$ سطح مقطع لوله است.
گام‌به‌گام:
- سطح مقطع لوله $A = 5 \, \text{cm}^2 = 5 \times 10^{-4} \, \text{m}^2$ داده شده است.
- چگالی آب $\rho = 1000 \, \text{kg/m}^3$ است.
- اگر ارتفاع آب در لوله را $h$ در نظر بگیریم، فشار در انتهای لوله $P = \rho g h$ خواهد بود.
- نیروی وارد بر انتهای لوله $F = P \times A = \rho g h \times A$ است.
پاسخ نهایی: بدون دانستن ارتفاع آب، نمی‌توان نیروی دقیق را محاسبه کرد. اما اگر ارتفاع مشخص باشد، می‌توان با جایگذاری در فرمول، نیرو را به دست آورد.
مثال مشابه: اگر ارتفاع آب ۲ متر باشد، آنگاه:
یادآوری ایمنی: در کار با لوله‌های پر از آب، از محکم بودن اتصالات اطمینان حاصل کنید.
