Найти силу давления воды на иллюминатор подводной лодки площадью 200 см² на глубине 40 метров.

Решение.

Дано: площадь иллюминатора $A=200\ \text{см}^2=200\cdot10^{-4}\ \text{м}^2=0{,}02\ \text{м}^2$. Глубина $h=40\ \text{м}$. Возьмём плотность пресной воды $\rho=1000\ \text{кг/м}^3$ и $g=9{,}81\ \text{м/с}^2$. Атмосферное давление $p_0=101325\ \text{Па}$.

1. Гидростатическое давление воды на глубине $h$:

2. Полное (абсолютное) давление на иллюминатор (включая атмосферное):

3. Сила давления $F=p\cdot A$:

Если считать только избыточную силу от воды (гauge, без атмосферы):

Итого: сила на иллюминатор площадью 200 см² на глубине 40 м равна примерно $9{,}87\ \text{кН}$ (абсолютно, с учётом атмосферы) или $7{,}85\ \text{кН}$ (только гидростатическая избыточная сила).

(Примечание: для морской воды ($\rho\approx1025\ \text{кг/м}^3$) значения будут чуть больше.)