直感的理解

U 字管では、同じ高さの水平面での圧力が等しくなります。密度の小さい液体（油）は同じ圧力を得るのにより高い液柱が必要です。$\rho_1 h_1 = \rho_2 h_2$ という関係が成り立ちます。

圧力のつりあい（境界面で）：

U 字管の水と油の境界面の高さで圧力が等しい：

$g$ が約分されて：

計算：

答え：
$$\rho_{\text{oil}} = 0.80 \times 10^3\,\text{kg/m}^3 = 800\,\text{kg/m}^3$$

補足：力のつりあいと運動方程式の違い

力のつりあい（$a = 0$）は運動方程式 $F = ma$ の特殊な場合です。加速度が0でないとき、合力は $F_{\text{net}} = ma$ で質量と加速度の積になります。

数値計算：質量 $m = 2.0$ kg、加速度 $a = 3.0$ m/s² のとき：

$$F = ma = 2.0 \times 3.0 = 6.0 \text{ N}$$ $$W = mg = 2.0 \times 9.8 = 19.6 \text{ N}$$

Point

U 字管の圧力のつりあい：$\rho_1 h_1 = \rho_2 h_2$。密度が小さいほど液面が高くなる。

問題54 液体の圧力