برای حل این سوال باید به مبانی فشار در شارهها و قوانین هیدروستاتیک بپردازیم.
الف) فشار در نقطه A:
فشار در نقطه A شامل فشار ناشی از ستون جیوه و فشار اتمسفر است.
فرمول فشار هیدرواستاتیک:
\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]
در اینجا:
- \(\rho\) چگالی جیوه: \(13600 \, \text{kg/m}^3\)
- \(h\) ارتفاع ستون جیوه: \(6 \, \text{cm} = 0.06 \, \text{m}\)
- \(g\) شتاب جاذبه: \(10 \, \text{N/kg}\)
محاسبه فشار جیوه:
\[ P_{\text{جیوه}} = 13600 \times 10 \times 0.06 = 8160 \, \text{Pa} \]
فشار اتمسفر:
\[ P_{\text{اتمسفر}} = 1 \, \text{atm} = 101325 \, \text{Pa} \]
فشار کل در نقطه A:
\[ P_A = P_{\text{اتمسفر}} + P_{\text{جیوه}} = 101325 + 8160 = 109485 \, \text{Pa} \]
ب) نیروی وارد بر انتهای لوله در نقطه A:
نیرو برابر است با فشار ضرب در مساحت:
\[ F = P \times A \]
فرض کنیم که مساحت مقطع لوله واحد باشد، اگر عدد دقیقی داده شده بود، باید آن را نیز در محاسبات نظر میگرفتیم.
بنابراین، محاسبات مربوط به نیروی خاص بستگی به مساحت داده شده خواهد داشت.