質問: 英語で書かれた物理の問題です。解説をして頂きたいです。
回答: Fig. 15.29に示したごとく、円筒状の樽の上に細い管がついている(長さは図に書いてある)。この容器は管の上まで水に満たされている。樽の底にかかる水圧の力と、樽の中の水の重量によりかかる力の比を求めよ。なぜこの比は1ではないのか。(大気圧は考慮しなくてもよい。) 図がはっきり見えないですが、樽と管の高さはそれぞれ1.8 m(合計3.6 m)、樽の直径は1.2 mと見えます。上についている管は4.6 cm^2か、4.6 cmφか分からないですが... 水の密度は1 g/cm^3=1000 kg/m^3です。 樽の底の水圧=ρgh=1000x9.8x3.6=35280 N/m^2・・・1 樽の底にかかる力=35280xπx0.6^2=39901 N・・・2 となります。 樽の中の水の質量=ρxπx0.6^2x1.8=2036 kg・・・3 樽の水からの樽の底へかかる力=2036xg=19953 N・・・4 求める比は2/4で 2/4=2・・・8 となります。 水は深さ方向には上からかかる重量の増大により圧が上がっていきます。よって管と樽の接続点で管直下の水圧はp=ρg1.8=17640 N/m^2の筈です。作用反作用の法則によりこの高さにあって樽の中の水の圧も1760 N/m^2です。以下樽の中で深い方向へ行けば、上からかかる重量の増大により圧があがります。水圧は鉛直方向の深さに依存するもので水量には依存しません。