如图所示,在倾角为30°足够长的光滑斜面上有一长为
l=100 cm、开口向上的薄壁玻璃管,用长为
l1=50 cm的水银柱封闭一段空气柱。当玻璃管保持静止时,空气柱长为
l2=12.5 cm。已知玻璃管的横截面积
S=1 cm
2,大气压强
p0=75 cmHg,水银的密度
ρ=13.6×10
3 kg/m
3,玻璃管的质量与水银柱的质量相等,
g取10 m/s
2。

①若将玻璃管开口向下放置于斜面,且仍使其保持静止状态,求管内空气柱长度;
②在①问情形下,用沿斜面向上的恒力
F拉玻璃管使其向上做匀加速直线运动,为了使水银柱不从管口溢出,求
F的大小应满足的条件。