Dane:

W zadaniu podane mamy, że powietrze znajduje się pod ciśnieniem normalnym, czyli:

$p_0=101300Pa$  

Z zadania wynika również, że:

$l=20cm=0,2m$  

$T=const$  

Przyjmujemy, że gęstość wody i przyspieszenie ziemskie wynoszą:

$\rho =1000\frac{kg}{m^3}$  

$g=10\frac{m}{s^2}$  

Szukane:

$h=?$  

Rozwiązanie:

Zauważmy, że:

Korzystamy z prawa Boyle'a - Mariotte'a otrzymujemy, że:

$p_0{V}_0=pV$  

gdzie p₀ jest ciśnieniem normalnym powietrza w rurce przed zanurzeniem w wodzie, V₀ jest objętością powietrza w rurce przed zanurzeniem w wodzie, p jest ciśnieniem powietrza w rurce po zanurzeniu w wodzie, V jest objętością powietrza w rurce po zanurzeniu w wodzie. Wiemy, że objętości możemy wyrazić jako iloczyn przekroju poprzecznego rurki i długości rurki. Możemy zatem przedstawić pierwszą objętość jako:

$V_0=s\cdot l$    

Drugą objętość możemy przedstawić jako iloczyn przekroju poprzecznego rurki i różnicy długości rurki i słupa wody:

$V=s\cdot \left(l-h\right)$   

Wówczas otrzymujmy, że ciśnienie powietrza w rurce wynosi:

$pV=p_0{V}_0$