Pit-tông ở trạng thái cân bằng chịu tác dụng của áp lực không khí trong xi lanh:

 P→ +f1→+f2→ =0→⇒P+f1=f2⇒mg+p0S=pS⇒p=p0+mgS (1)

Đây là quá trình đẳng tích nên: pV = p’V’. (2)

Trong đó p, V là áp suất và thể tích của khí khi xi lanh đứng yên; p’, V’ là áp suất và thể tích của khí khi xi lanh chuyển động.

Khi xi lanh chuyển động lên trên với gia tốc a thì nó chịu tác dụng thêm lực  có chiều từ dưới lên. Do đó: P+f1+fa=f2⇒mg+a+p0S=pS⇒p=p0+mg+aS (3)

Từ (1), (2), (3) rút ra: V=mg+p0Smg+a+p0sV

Khi xi lanh chuyển động xuống dưới thì: V=mg+p0Smg-a+p0sV