برای حل این مسئله، از اصول هیدرواستاتیک استفاده میکنیم.
1. فشار درون مایع به دو عامل ارتفاع مایع و چگالی آن بستگی دارد. در اینجا، وقتی مقداری آب به درون لوله اضافه میشود، فشار افزایش مییابد.
2. فشار اضافی ناشی از اضافهشدن آب، به نیروی وارده بر قاعده ظرف منتقل میشود.
3. فرض کنیم سطح مقطع لوله \( A = 2 \, \mathrm{cm^2} \) باشد.
4. فشار ناشی از وزن آب اضافه شده برابر است با:
\[
P = \frac{W_1}{A}
\]
که در آن \( W_1 \) وزن آب اضافه شده است.
5. نیروی اضافی وارد بر کف ظرف، یعنی \( F \)، برابر خواهد بود با:
\[
F = P \times A = W_1
\]
6. بنابر این تحلیل، با اضافهشدن آب به لوله، نیرو به اندازه \( W_1 \) افزایش مییابد.
بنابراین، جواب صحیح گزینه 2 یعنی \( W_1 \) و \( 100W_1 \) است. نیروی اضافی وارده بر کف برابر با وزن آب اضافه شده و نیرو بر سطح افقی برابر با این مقدار خواهد بود.
