Задание OGEPHYS051105: Давление твёрдого тела. Формула для вычисления давления твёрдого тела. Давление газа. Атмосферное давление. Гидростатическое давление внутри жидкости. Формула для вычисления давления внутри жидкости:

Нет, утверждать равенство показания динамометра силе тяжести всей воды нельзя. На рисунке трубка расширяется кверху; круг закрывает её нижнее отверстие AB. Часть вертикальной нагрузки воды воспринимают наклонные стенки, закреплённые в штативе.
Система отсчёта связана со штативом; Oy направим вверх. Обозначим S площадь отверстия AB, h расстояние от AB до уровня CD, m массу воды. Рассмотрим обычную модель: круг лишь удерживает воду и не прижат дополнительно к краю трубки. На лёгкий нижний круг действуют натяжение T вверх, давление наружного воздуха p_атм · S вверх и давление воды (p_атм + ρgh)S вниз. Весом круга пренебрегаем. Условие равновесия:
T + p_атм · S − (p_атм + ρgh)S = 0;
T = ρghS.
Таким образом, атмосферные слагаемые компенсируются. Объяснять отличие T от mg только атмосферным давлением снизу нельзя: атмосфера действует и на свободную поверхность воды.
У расширяющейся трубки каждое горизонтальное сечение выше дна имеет площадь больше S. Поэтому объём налитой воды V больше Sh:
mg = ρVg > ρShg = T.
Для самой воды баланс сил, если использовать избыточные давления относительно атмосферы, имеет вид:
T + R_y − mg = 0.
Здесь R_y > 0 — суммарная вертикальная составляющая сил наклонных стенок на воду. Каждая реакция направлена по нормали к стенке внутрь жидкости и имеет составляющую вверх.
Проверка: у цилиндрической трубки вертикальные стенки не дают такой составляющей, V = Sh и в этой модели T = mg. На исходном рисунке стенки наклонены и трубка расширяется, поэтому T < mg. Если дополнительно прижать круг к краю, возникнет ещё и контактная сила края; такое показание тем более нельзя однозначно считать весом воды.