Для определения силы, необходимой для удержания напора воды на глубине 1,8 м в плоскодонной барже с пробоиной площадью 200 см², мы можем использовать принцип Архимеда.
Принцип Архимеда утверждает, что на тело, погруженное в жидкость (в данном случае воду), действует поддерживающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Таким образом, для удержания напора воды, необходимо применить силу, равную весу вытесненной этой силой воды.
Для начала определим объем воды, который вытесняется пробоиной в дне баржи. Размер площади пробоины составляет 200 см². Поскольку это площадь, её можно использовать как площадь основания цилиндра, формируемого пробоиной, и высоту этого цилиндра возьмем равной 1,8 м (180 см). Тогда объем воды, вытесненной пробоиной, будет равен:
V = S * h = 200 см² * 180 см = 36000 см³.
Поскольку плотность воды примерно равна 1 г/см³, то масса вытесненной воды будет равна:
m = V * ρ = 36000 г.
Теперь мы можем определить силу, необходимую для удержания этого напора воды, используя второй закон Ньютона:
F = m * g = 36000 г * 9,8 м/с² = 352800 дин.
Измерение силы в сантиметрах-граммах-секундах (сгс) является устаревшим, и сантиметр-грамм-секунда (сгс) был заменен системой СИ, где сила измеряется в ньютонах (Н). Чтобы привести нашу силу в единицу ньютона, мы должны разделить полученный результат на гравитационную постоянную:
F = 352800 дин / 980 см/с² ≈ 360 Н.
Таким образом, сила, необходимая для удержания напора воды на глубине 1,8 м в плоскодонной барже с пробоиной площадью 200 см², составляет около 360 Н.