Номер 8, страница 160 - гдз по физике 9 класс учебник Шахмаев, Бунчук

Глава 9. Гидро- и аэростатика. Параграф 35. Атмосферное давление - номер 8, страница 160.

Условие.

*8. Атмосфера состоит из молекул, каждая из которых притягивается к Земле. Почему атмосфера не падает?

Решение.

Решение

Вопрос основан на верном наблюдении: на каждую молекулу газов, из которых состоит атмосфера, действует сила гравитационного притяжения к Земле. Если бы это была единственная значимая сила, а молекулы были бы неподвижны, то атмосфера действительно "упала" бы, сконденсировавшись в очень тонкий слой на поверхности планеты.

Однако атмосфера не падает по причине, которую описывает молекулярно-кинетическая теория. Молекулы любого газа находятся в состоянии непрерывного и хаотического теплового движения. Это означает, что они постоянно и на больших скоростях (сотни метров в секунду для воздуха при нормальных условиях) движутся в случайных направлениях, сталкиваясь друг с другом и с поверхностью Земли.

Это интенсивное движение создает давление. Удары молекул о любую поверхность создают силу, действующую на эту поверхность. В контексте атмосферы, нижние слои воздуха, благодаря движению своих молекул, создают направленную вверх силу давления, которая действует на вышележащие слои. Эта сила противодействует силе тяжести.

Таким образом, атмосфера находится в состоянии гидростатического равновесия. На каждый воображаемый слой воздуха действуют две основные силы:

1. Сила тяжести, направленная вниз.
2. Сила давления со стороны нижних слоев, направленная вверх.

Эти силы уравновешивают друг друга. Именно тепловое движение молекул не позволяет им всем осесть на поверхность под действием гравитации, так как оно создает "расталкивающую" силу давления. В результате плотность и давление атмосферы плавно убывают с высотой, но она не коллапсирует.

Ответ: Атмосфера не падает на Землю, потому что сила гравитационного притяжения, действующая на молекулы воздуха, уравновешивается силой давления, которая возникает вследствие непрерывного и хаотического теплового движения этих молекул.