Một ống thủy tinh có chiều dài $L = 50cm$, tiết diện $S = 0,5cm^2$, được hàn kín một đầu và chứa đầy không khí. Ấn ống chìm vào trong nước theo phương thẳng đứng, đầu kín ở trên. Tính lực $F$ cần đặt lên ống để giữ ống trong nước sao cho đầu trên của ống trong nước thấp hơn mặt nước đoạn $h =10cm$. Biết khối lượng ống $m = 15g$ áp suất khí quyển $p_o = 760mmHg$. Khối lượng riêng của nước $ρ = 1000kg/m^3$.

Đáp án:

 \(0,087N\)

Giải thích các bước giải:

Áp dụng định luật Boilo Mariot:

\(\begin{array}{l}
{p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\\
 \Rightarrow {p_0}lS = \left( {{p_0} + \dfrac{{h + x}}{{13,6}}} \right).x.S\\
 \Rightarrow {p_0}l = \left( {{p_0} + \dfrac{{h + x}}{{13,6}}} \right).x\\
 \Rightarrow 76.50 = \left( {76 + \dfrac{{10 + x}}{{13,6}}} \right)x\\
 \Rightarrow x = 47,4\left( {cm} \right)
\end{array}\)

Khi ống cân bằng, ta có: 

\(\begin{array}{l}
{F_A} = F + P \Rightarrow F = {F_A} - mg\\
{F_A} = DVg = D.x.S.g\\
 \Rightarrow F = DxSg - mg = 0,087N
\end{array}\)