p = 5 кПа
Объяснение:
Пусть p0 - давление сосуда, а p - давление сосуда вместе с водой.
Тогда Δp есть изменение давления, то есть Δp = p - p0 (1);
p0 = 
, где m - масса сосуда ( 500 г )
p = 
. где (m +M) - масса сосуда вместе с водой.
Найдем массу воды M:
M = ρ*V, где ρ - плотность воды ( 1000 кг/м^3), а V - объем ( 2 л)
M = (1000 кг/м^3)*(2*10^3 м^3) = 2кг = 2000г
Найдем отношения между p и p0:
= 
= 5 (2)
Из (1) выразим p, тогда получим:
p = p0 + Δp (+)
Из отношения (2) выразим p0 получим:
p0 = 
( * )
Подставляя (*) в (+) получаем:
p = 0.2*p + Δp ⇒ p = 1.25*Δp = 1.25*4 кПа = 5 кПа
Давление воды на любой глубине можно находить по формуле (здесь ρ – плотность воды, равная 1000 кг/м3): p=ρgh Видно, что давление зависит линейно от глубины. На уровне поверхности воды (h=0) давление воды равно нулю, на глубине H – величине ρgH. На схеме (в центре) приведен график изменения давления от глубины (так называемая эпюра). Если мы хотим заменить действие переменное давления на среднее (т.е. постоянное, не зависящее от глубины), то мы должны нарисовать эпюру, равную по площади предыдущей, чтобы на стенку сосуда действовала одна и та же сила давления. Такая эпюра изображена слева. Тогда очевидно, что среднее давление воды на стенку pср можно найти по формуле: pср=ρgH2 Переведем высоту воды в систему СИ (в метры): 20см=20100м=0,2м Посчитаем ответ: pср=1000⋅10⋅0,22=1000Па
ответ: 1000 Па.