Решение: т.к. в условии задачи ничего не сказано о наружном давлении, будем считать, что трубка находится в воздухе при атмосферном давлении p0. Когда трубку поставили вертикально, то воздух в закрытой части трубки сожмётся до давления p под действием веса столбика ртути. При этом столбик будет в равновесии (неподвижен).
Условие равновесия можно записать в следующем виде:
p = p0 + ρgh,
ρgh – давление столба ртути, обусловленное его весом (гидростатическое давление), ρ = 13600 кг/м3 – плотность ртути.
Второй способ: столбик ртути в равновесии, следовательно сумма сил, действующих на него равна нулю (условие равновесия). На столбик действует вниз сила тяжести mg=ρShg, S – площадь сечения трубки, вниз сила давления снаружи F1=p0S, вверх – сила давления изнутри F2=pS (обусловлена наличием давления воздуха в нижней, закрытой части трубки). Получаем:
F2 = mg + F1, pS = ρShg + p0S, p = p0 + ρgh.
Ответ: считая атмосферное давление нормальным (p0 = 105 Па), получаем искомое давление 1,04∙105 Па