УПРАЖНЕНИЕ 26. 2. Почему объём воздушного шарика, наполненного гелием, увеличивается при подъёме от поверхности Земли?

Для решения задач по физике на тему давления нам понадобятся следующие данные: - Нормальное атмосферное давление $P_0 = 101325\text{ Па} \approx 10^5\text{ Па}$. - Плотность воды $\rho = 1000\text{ кг/м}^3$. - При подъеме на каждые $12\text{ м}$ давление уменьшается примерно на $1\text{ мм рт. ст.}$ или на $1\text{ гПа}$ примерно на каждые $8\text{ метров}$. **2. Почему объём воздушного шарика, наполненного гелием, увеличивается при подъёме от поверхности Земли?** С высотой атмосферное давление уменьшается. Согласно закону Бойля-Мариотта, при постоянной температуре объем газа обратно пропорционален давлению. Так как внешнее давление на стенки шарика падает, газ внутри расширяется, и объем увеличивается. **3. Рассчитайте высоту столба воды в водяном барометре...** Высота столба жидкости вычисляется по формуле: $h = \frac{P}{g \cdot \rho}$. При нормальном давлении $P = 101325\text{ Па}$: $h = \frac{101325}{9,8 \cdot 1000} \approx 10,34\text{ м}$. Ответ: $\approx 10,3\text{ м}$. **4. У подножия горы барометр показывает 1013 гПа, а на вершине — 982 гПа. Какова примерно высота горы?** 1. Найдем разность давлений: $\Delta P = 1013 - 982 = 31\text{ гПа}$. 2. Примем, что давление падает на $1\text{ гПа}$ при подъеме на $8\text{ метров}$: $h = 31 \cdot 8 = 248\text{ м}$. Ответ: $\approx 248\text{ м}$. **5. Лётчик поднял самолёт на высоту 2 км. Как изменилось показание барометра?** 1. Переведем высоту в метры: $h = 2000\text{ м}$. 2. Изменение давления: $\Delta P = \frac{2000}{8} = 250\text{ гПа}$. Ответ: уменьшилось на $250\text{ гПа}$. **6. Вычислите, с какой силой давит воздух на крышку стола длиной 1 м и шириной 60 см при нормальном атмосферном давлении.** 1. Найдем площадь стола: $S = 1\text{ м} \cdot 0,6\text{ м} = 0,6\text{ м}^2$. 2. Сила давления: $F = P \cdot S$. $F = 101325 \cdot 0,6 = 60795\text{ Н}$. Ответ: $\approx 60,8\text{ кН}$.