问题
计算题
两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示，质量均为m="10" kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度A处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p0=1.0×105 Pa左管和水平管横截面积S1="10" cm2,右管横截面积S2="20" cm2，水平管长为3h。现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度。（活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态温度相同，g取10 m/s2)
答案
左侧降至水平管口；右侧降至高为0.5h处
题目分析：撤去外力后左侧向下的压强：
右侧向下的压强：
故活塞均下降，且左侧降至水平管口。
设右侧降至高为x处，此时封闭气体压强变为：p′＝1.5p0
对封闭气体：p0(4hS1＋hS2)＝1.5p0(3hS1＋xS2)，
解得：x＝0.5h。