Нарисуй положение трубы до подъёма и после; отметь длину воздушного столба и положение поршня. Подумай, как меняются объём воздуха и внешнее давление на поршень при переводе трубы в вертикальное положение.

Запиши закон Бойля–Мариотта для изотермического воздуха и выражение для гидростатического давления как линейно пропорционального глубине; учти, что объём воздуха пропорционален длине столба .

1. Обозначь начальное давление и объём при горизонтальном положении через соответствующие и и запиши закон Бойля–Мариотта для перехода в вертикальное положение.
2. Вырази давление воздуха под поршнем в вертикальном положении через с учётом сохранения , а внешнее гидростатическое давление — через глубину, на которой находится поршень.
3. При равновесии приравняй внутреннее и внешнее давления и приведи уравнение к виду квадратного уравнения для .
4. Выразите из полученной системы.