Чтобы решить эту задачу, необходимо применить принцип сообщающихся сосудов, который гласит, что в равновесии уровни жидкости в разных сосудах будут одинаковыми, если жидкость однородна и плотность её одинаковая в обоих сосудах.
Дано, что площади сечений сосудов отличаются в 4 раза. Пусть площадь сечения узкого сосуда равна ( A ), тогда площадь сечения широкого сосуда будет ( 4A ).
Вес воды в узком сосуде равен 1,5 Н. Вес жидкости (( F )) можно выразить через плотность (( \rho )), объём (( V )) и ускорение свободного падения (( g )) как:
[ F = \rho V g. ]
Объём жидкости в узком сосуде можно выразить через площадь сечения и высоту жидкости (( h )):
[ V = A \cdot h. ]
Таким образом, вес воды в узком сосуде:
[ 1,5 = \rho A h g. ]
Теперь рассмотрим широкий сосуд. Площадь его сечения в 4 раза больше, но высота жидкости в нём будет той же из-за принципа сообщающихся сосудов. Объём воды в широком сосуде будет:
[ V_{\text{широкий}} = 4A \cdot h. ]
Следовательно, вес воды в широком сосуде будет:
[ F_{\text{широкий}} = \rho (4A h) g = 4 \cdot (\rho A h g). ]
Подставим выражение для (\rho A h g) из узкого сосуда:
[ F_{\text{широкий}} = 4 \cdot 1,5 = 6 \, \text{Н}. ]
Таким образом, вес воды в широком сосуде составляет 6 Н.