Question

有一支长20cm的均匀玻璃管，一段封闭，另一端开口。

当玻璃管平放在水平面上时，以一段5cm的水银柱包封的空气柱长l=8cm。大气压强为p=1.0x10^5Pa。
现在将玻璃管水平放置在一滑车上，管口向左，滑车以5ms^-2的加速度向右运动，求此时空气柱长的长度。（取重力加速度g=10ms^-1；水银密度=13600kgm^-3；水的密度=1000kgm^-3）

Answer 1

当滑车静止时，水银柱两边的压强相等，均为大气压。 当滑车做加速运动时，水银柱会受到与滑车加速度相反方向的惯性力。大小等于质量与加速度的乘积。这个力会压缩玻璃管内的空气柱，当水银柱保持平衡时，空气柱产生另外的压强推水银柱与水银柱的惯性力大小相等，方向相反。据此，我们就可以求出压强，再根据理想气体物态方程，就可以求出空气柱长度。