На какой высоте летит самолет, если барометр в кабине летчика показывает 101 кПа, а на поверхности Земли нормальное?
от

1 Ответ

Дано:
Давление на поверхности Земли P₁ = 101 кПа = 101000 Па
Нормальное давление на уровне моря P₀ = 101325 Па
Ускорение свободного падения g = 9.81 м/c²

Найти:
Высоту полета самолета h

Решение:
Давление воздуха уменьшается с высотой по экспоненциальному закону, который описывается формулой:
P = P₀ * e^(-mgz / RT)
где P - давление на высоте h, m - масса воздуха, g - ускорение свободного падения, z - высота над уровнем моря, R - универсальная газовая постоянная, T - температура атмосферы

Можно предположить, что температура и состав воздуха не изменяются значительно на рассматриваемой высоте, поэтому можно использовать приближенную формулу:
P = P₀ * e^(-mgh / RT)

Выразим высоту h:
h = -(RT / mg) * ln(P/P₀)

Подставим известные значения и посчитаем высоту:
h = -(8.31 Дж/(моль*К) * 288 К / (0.029 кг/моль * 9.81 м/c²)) * ln(101000 Па / 101325 Па)
h ≈ 8437 м

Ответ:
Самолет летит на высоте около 8437 м (или 8.437 км).
от