Якщо в U-подібній трубці рідини перебувають у рівновазі, то тиск на обох гілках повинен бути рівний. Оскільки трубка U-подібна, то рівновага забезпечується гідростатичним тиском рідини, який залежить від густини рідини та висоти стовпа рідини у кожній гілці.Оскільки рідина є одна і та ж в обох гілках, то її густина є однаковою, і ми можемо записати:

P1 = P2

де P1 та P2 - тиск на першій і другій гілках відповідно.З іншого боку, тиск гідростатичного стовпа рідини визначається як:

P = ρgh

де ρ - густина рідини, g - прискорення вільного падіння та h - висота стовпа рідини.

Отже, якщо густина рідини є однаковою в обох гілках, то ми можемо записати:

P1 = ρgh1

P2 = ρgh2

де h1 та h2 - висота стовпів рідини в першій та другій гілках відповідно.

Зводячи обидві формули разом та відкидаючи спільний множник ρ, ми отримаємо:

h1 = h2

Отже, висота стовпа рідини в кожній гілці має бути однаковою. Оскільки висота стовпа рідини прямопропорційна тиску, ми можемо визначити, що більш важка рідина міститься в гілці з вищим тиском, а менш важка - в гілці з нижчим тиском.

Отже, за умовою завдання, рідина, що міститься в U-подібній трубці, має бути більшої густини та висоти стовпа в першій посудині з тиском 20 кПа, ніж у другій посудині з тиском 10 кПа.