Чтобы определить атмосферное давление на шпиле главного здания МГУ, необходимо учитывать изменение давления с высотой. В этом случае применяется барометрическая формула, которая описывает, как атмосферное давление меняется в зависимости от высоты.
Барометрическая формула (в упрощённой форме для малых высот) выглядит следующим образом:
[ P_h = P_0 \cdot e^{-\frac{Mgh}{RT}} ]
где:
- ( P_h ) — давление на высоте ( h ),
- ( P_0 ) — давление у основания (на уровне земли),
- ( M ) — молярная масса воздуха (около 0.029 кг/м³),
- ( g ) — ускорение свободного падения (около 9.81 м/с²),
- ( h ) — высота (237 метров в данном случае),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (около 8.31 Дж/(моль·K)),
- ( T ) — температура в Кельвинах (предположим 293 К, что соответствует 20 °C).
Для упрощения вычислений можно использовать приближённую формулу:
[ P(h) = P_0 \cdot \left(1 - \frac{\beta h}{T} \right)^{\frac{gM}{R\beta}} ]
где:
- ( \beta ) — температурный градиент (обычно принимается 0.0065 K/м).
Однако, для высоты в 237 метров, можно использовать более простую линейную аппроксимацию, учитывая, что давление падает примерно на 1 мм рт. ст. на каждые 12 метров высоты:
Падение давления = ( \frac{237 \, \text{м}}{12 \, \text{м/мм рт. ст.}} \approx 19.75 \, \text{мм рт. ст.} )
Таким образом, давление на шпиле здания:
[ P_h = 745 \, \text{мм рт. ст.} - 19.75 \, \text{мм рт. ст.} \approx 725.25 \, \text{мм рт. ст.} ]
Итак, атмосферное давление на шпиле главного здания МГУ, при условии, что у основания оно составляет 745 мм рт. ст., будет приблизительно 725.25 мм рт. ст.