3. Определите массу воздушной оболочки Земли. Площадь поверхности Земли примите равной 514 457 600 км². Атмосферное давление у поверхности Земли – 105 Па.
Решение:
- Запишем формулу для расчета силы давления:
$$P = \frac{F}{S}$$, где
$$F$$ - сила давления (Н),
$$P$$ - давление (Па),
$$S$$ - площадь (м²).
- Выразим силу давления:
$$F = P \cdot S$$.
- Сила давления, действующая на поверхность Земли, равна весу воздуха:
$$F = m \cdot g$$, где
$$m$$ - масса воздуха (кг),
$$g$$ - ускорение свободного падения (м/с²).
- Приравняем выражения для силы давления:
$$m \cdot g = P \cdot S$$.
- Выразим массу воздуха:
$$m = \frac{P \cdot S}{g}$$.
- Переведем площадь из км² в м²:
$$514457600 \text{ км}^2 = 514457600 \cdot 10^6 \text{ м}^2 = 5.144576 \cdot 10^{14} \text{ м}^2$$.
- Подставим значения:
$$m = \frac{10^5 \text{ Па} \cdot 5.144576 \cdot 10^{14} \text{ м}^2}{9.8 \text{ м/с}^2} = \frac{5.144576 \cdot 10^{19}}{9.8} \text{ кг} ≈ 5.25 \cdot 10^{18} \text{ кг}$$.
Ответ: Масса воздушной оболочки Земли приблизительно равна 5,25⋅10¹⁸ кг.