Гидростатика — Задание 4 ЕГЭ по физике №00045390

На воду действует сила тяжести воды $mg$ и сила реакции опоры со стороны дна сосуда

Стенки сосуда давят на воду горизонтально, и эти силы друг друга компенсируют.

Запишем второй закон Ньютона:

$\vec{N} + m\vec{g} = m\vec{a},$

где $a$ — ускорение сосуда (вода движется вместе с ним). Спроецируем на ось $y$:

$N - mg = ma$

Отсюда:

$N = m(g + a)$

Сосуд считаем с вертикальными стенками, тогда масса жидкости равна:

$m = \rho V = \rho S h,$

где $\rho$ — плотность, $V$ — объём, $h$ — высота столба жидкости, $S$ — площадь дна сосуда.

Значит:

$N = \rho S h(g + a).$

При этом по третьему закону Ньютона сила давления воды на дно по модулю равна силе реакции опоры: $F = N$. Давление жидкости на дно равно:

$P = \dfrac{F}{S} = \dfrac{N}{S} = \dfrac{\rho S h(g + a)}{S} = \rho h(g + a) = 1000$ кг/м³ $\cdot, 0{,}2$ м $\cdot, (10$ м/с² $+ 2$ м/с²$) = 2400$ Па