Để giải bài toán này, chúng ta sẽ tính áp lực tác dụng lên miếng vá theo công thức áp lực thủy tĩnh, dựa trên thông tin về độ sâu của lỗ thủng và mật độ nước biển.

Các dữ liệu đã cho:
Diện tích lỗ thủng: A=16 cm2A = 16 \, \text{cm}^2
Độ sâu của lỗ thủng dưới mặt nước: h=2800 km=2800×103 mh = 2800 \, \text{km} = 2800 \times 10^3 \, \text{m}
Mật độ nước biển: ρ=10300 kg/m3\rho = 10300 \, \text{kg/m}^3
Lượng nước biển: V=10300 cm3V = 10300 \, \text{cm}^3, nhưng chúng ta sẽ dùng mật độ của nước biển trực tiếp mà không cần sử dụng thể tích này.
Bước 1: Tính áp suất thủy tĩnh tại độ sâu hh
Áp suất thủy tĩnh tại một độ sâu trong chất lỏng (ở đây là nước biển) được tính theo công thức:

P=ρ⋅g⋅hP = \rho \cdot g \cdot hTrong đó:

PP là áp suất thủy tĩnh (Pa)
ρ\rho là mật độ của chất lỏng (kg/m³)
gg là gia tốc trọng trường (khoảng 9.81 m/s29.81 \, \text{m/s}^2)
hh là độ sâu dưới mặt nước (m)
Thay các giá trị vào công thức:

P=10300 kg/m3×9.81 m/s2×2800×103 mP = 10300 \, \text{kg/m}^3 \times 9.81 \, \text{m/s}^2 \times 2800 \times 10^3 \, \text{m} P=10300×9.81×2800×103 PaP = 10300 \times 9.81 \times 2800 \times 10^3 \, \text{Pa} P=2.815×1011 PaP = 2.815 \times 10^11 \, \text{Pa}Bước 2: Tính lực cần thiết để ngừng nước phun vào (lực tác dụng lên miếng vá)
Lực tác dụng lên miếng vá có thể tính bằng công thức:

F=P⋅AF = P \cdot ATrong đó:

FF là lực tác dụng (N)
PP là áp suất thủy tĩnh (Pa)
AA là diện tích miếng vá (m²)
Chúng ta có diện tích miếng vá A=16 cm2=16×10−4 m2A = 16 \, \text{cm}^2 = 16 \times 10^{-4} \, \text{m}^2.

Thay các giá trị vào công thức:

F=2.815×1011 Pa×16×10−4 m2F = 2.815 \times 10^{11} \, \text{Pa} \times 16 \times 10^{-4} \, \text{m}^2 F=4.504×107 NF = 4.504 \times 10^7 \, \text{N}Kết quả:
Lực cần tác dụng lên miếng vá để giữ cho nước không phun vào là 4.504×107 N4.504 \times 10^7 \, \text{N}.

Nếu bạn có thắc mắc gì về các bước giải, đừng ngần ngại hỏi thêm nhé!