Чтобы определить давление воздуха у подножья горы, зная давление на вершине, можно воспользоваться барометрической формулой, которая описывает изменение атмосферного давления с высотой. В данном случае необходимо учитывать, что давление уменьшается с увеличением высоты.
Барометрическая формула в упрощённом виде может быть записана как:
[ P = P_0 \cdot e^{-\frac{g \cdot M \cdot h}{R \cdot T}} ]
где:
- ( P ) — давление на высоте,
- ( P_0 ) — давление на уровне моря или на высоте, от которой начинается измерение,
- ( g ) — ускорение свободного падения (около 9.81 м/с²),
- ( M ) — молярная масса воздуха (около 0.029 кг/моль),
- ( h ) — высота (в метрах),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (около 8.314 Дж/(моль·К)),
- ( T ) — абсолютная температура в Кельвинах.
Однако для упрощения вычислений можно воспользоваться эмпирической формулой, которая предполагает более простые расчёты для стандартных условий и учитывает, что давление уменьшается примерно на 1 мм рт. ст. на каждые 12 м подъёма в тропосфере.
Итак, если на высоте 2000 м давление составляет 560 мм рт. ст., то можно посчитать изменение давления на высоте:
- Определим количество метров, на которые уменьшается давление: 2000 м.
- Вычислим, на сколько мм рт. ст. снизилось давление: ( \frac{2000}{12} \approx 166.67 ) мм рт. ст.
Теперь добавим это значение к давлению на вершине, чтобы определить давление у подножия:
[ P_{\text{подножье}} = 560 \, \text{мм рт. ст.} + 166.67 \, \text{мм рт. ст.} \approx 726.67 \, \text{мм рт. ст.} ]
Таким образом, давление воздуха у подножья горы высотой 2000 м будет приблизительно 727 мм рт. ст.