【 問 題 １ 】

　１気圧の環境下で考えてください。１気圧とは、大気による圧力が 101325 N/m² のことです。また、重力加速度を 9.81 m/s² としてください。
　下のような断面を持つ容器に水を入れて満杯にします。容器の低面積は 10 × 10 m² です。

　　　
　　　　　　　※ ＡＢ ＝ ＣＤ ＝ ＤＥ ＝ ＥＦ ＝ ＦＧ ＝ 10 m　　　ＡＧ ＝ ＢＦ ＝ 5 m

　点Ｐは水中の底から水面に向かって 1/4 の高さにあります。
　点Ｐに周囲から作用する圧力を求めてください。

　【 解 答 】

　パスカルの原理とは、「 密閉容器中の流体は、 ある部分に受けた圧力をそのままの強さで、 流体の他のすべての部分に伝える。」というものです。

　まず、点Ｐを含む水中水平面 ( その断面積を 2S m²とする ) で水を２つに分断します。

　さらに上部の水をＡＢＦＧ内の水とそれ以外の水とに分断し、ＡＢＦＧ内の水がそれ以外の水に作用する水圧を考えます。
　ＡＢＦＧ内の水がそれ以外の水のＢＦ面に作用する水圧は、次のようになります。
　　　　( 1000 kg/m³ × 10 m × S m² × 9.81 N/kg ) ÷ S m²　＝→　98100 N/m²
　　　　　　　　　　　　　　　　　　※ N ＝ kg m s^-2

　点Ｐを含む水中水平面 ( その断面積を S m²とする ) で水を２つに分断したときの上部の水からＡＢＦＧ内の水に除いた部分の水が下部の水に作用する水圧は、次のようになります。
　　　　1000×5×S×9.81 ÷ S　＝→　49050 ( N/m² )
　したがって、パスカルの原理より、下部の水に作用する圧力は次のようになります。
　　　　101325 N/m² ＋ 98100 N/m² ＋ 49050 N/m²　＝→　248475 N/m²

これが答えです。

【 問 題 ２ 】

　１気圧の環境下で考えてください。また、重力加速度を 9.81 m/s² としてください。
　下のような断面を持つ 低面積が 10 × 10 m² 高さが 20 m の直方体の容器に水を入れて満杯にします。

　　　
　点Ｐは水中の底から水面に向かって 1/4 の高さにあります。
　点Ｐに周囲から作用する圧力を求めてください。

　【 解 答 】

　まず、点Ｐを含む水中水平面 ( その断面積を S m²とする ) で水を２つに分断します。

　上部の水が下部の水に作用する水圧を考えます。それは次のようになります。
　　　　1000×15×S×9.81 ÷ S　＝→　147150 ( N/m² )

　したがって、パスカルの原理より、下部の水に作用する圧力は次のようになります。
　　　　101325 N/m² ＋ 147150 N/m²　＝→　248475 N/m²

これが答えです。【 問 題 １ 】の答えと同じです。