Задание №19 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Два ученика одновременно измеряли атмосферное давление с помощью барометра: один находясь в школьном дворе под открытым небом, другой в кабинете физики на пятом этаже. Одинаковыми ли будут показания барометров? Если нет, то какой барометр покажет большее значение атмосферного давления? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем физические факторы, влияющие на атмосферное давление в данных условиях.
1. Зависимость давления от высоты. Атмосферное давление создаётся весом вышележащих слоёв воздуха. С увеличением высоты над уровнем моря толщина воздушного столба и его плотность уменьшаются, следовательно, уменьшается и давление. Известно, что при подъёме на каждые – метров давление падает примерно на мм рт. ст. (вблизи поверхности Земли).
2. Сравнение положений учеников. Первый ученик находится во дворе школы (на уровне земли), а второй — на пятом этаже. Пятый этаж находится значительно выше уровня двора (примерно на – метров выше). Следовательно, над первым учеником столб воздуха выше, чем над вторым.
3. Давление внутри и снаружи здания. Согласно закону Паскаля, давление в газах передаётся во всех направлениях одинаково. Если в кабинете физики есть сообщение с атмосферой (через окна, двери, вентиляцию), то давление воздуха внутри помещения на данном уровне будет равно давлению воздуха снаружи на той же высоте. Стены здания не препятствуют установлению этого равновесия.
4. Вывод. Показания барометров будут различными. Барометр ученика, находящегося во дворе школы, покажет большее значение, так как он находится в более низкой точке рельефа, где столб атмосферного воздуха имеет большую высоту и вес.
Ответ: Показания барометров будут различными. Большее значение покажет барометр ученика, находящегося во дворе школы, так как с увеличением высоты над поверхностью Земли атмосферное давление уменьшается.
Источник: ФИПИ