برای حل این مسئله از قانون فشار استفاده میکنیم. فشار وارد شده به دهانه برابر است با فشار ناشی از ستون آبی که بالای آن قرار دارد. فرمول فشار به صورت زیر است:
\[ P = \rho \cdot g \cdot h \]
که در آن:
- \( \rho \) چگالی آب است که معمولاً \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \) در نظر گرفته میشود.
- \( g \) شتاب جاذبه است که حدود \( 9.8 \, \text{m/s}^2 \) است.
- \( h \) ارتفاع ستون آب است که در این مسئله ۱۰ سانتیمتر (یا \( 0.1 \, \text{m} \)) است.
پس فشار به صورت زیر محاسبه میشود:
\[ P = 1000 \times 9.8 \times 0.1 = 980 \, \text{N/m}^2 \]
اکنون برای یافتن نیرو \( F \)، سطح مقطع خروجی را به متر مربع تبدیل میکنیم. سطح مقطع ۲ سانتیمتر مربع است که برابر با \( 2 \times 10^{-4} \, \text{m}^2 \) است.
اکنون نیرو را به صورت زیر محاسبه میکنیم:
\[ F = P \times A = 980 \times 2 \times 10^{-4} = 0.196 \, \text{N} \]
بنابراین نیرویی که باید وارد شود تا مانع خروج آب شود، تقریباً \( 0.196 \) نیوتن است.