Физика на ладони. Об устройстве Вселенной – просто и понятно - стр. 50
ДАВЛЕНИЕ
В предыдущих абзацах мы говорили о «давлении» и о «силе давления», не уточняя, в чем разница, а она там все-таки есть: согласно определению, давление – это сила, действующая на единицу площади.
Таким образом, какая бы сила ни была приложена, ее можно связать с давлением. Например, если вы толкаете какой-то предмет, это значит, что вы оказываете на него давление.
Понятие давления часто гораздо более выразительно, чем понятие силы. Например, Эйфелева башня оказывает на почву такое же давление, как и стул, на котором сидит человек… Это значит, что в обоих случаях почва продавится на одинаковую глубину, потому что сила, приложенная к определенной поверхности, будет одинаковой.
Причина в том, что ножки у стула очень тонкие, то есть вся сила будет сосредоточена в определенных точках. В то же время опоры башни гораздо шире… Сила, с которой башня давит на землю, гораздо больше, чем сила стула, но она распределяется по более широкой поверхности: здесь понятие давления будет нам особенно полезно, чтобы понять, как отреагирует поверхность…
И напротив, понятие приложенного давления не столь полезно в случае, если вы толкаете машину: здесь общая мощность приложенной силы поможет понять, сдвинете ли вы машину с места, а не единица площади, к которой она приложена.
Давление, которое оказывает воздух на стену, из-за столкновения молекул является лишь частным случаем силы, действующей на единицу площади, можно также говорить о давлении жидкости на твердое тело (как в примерах выше). Во всех случаях это давление связано с контактом атомов и молекул, которые не могут проникать друг в друга из-за электростатического взаимодействия.
Молекулы сталкиваются друг с другом и внутри воздуха, а не только с объектом, который помещают в их среду. То есть можно констатировать, что давление существует в любой точке воздуха. Это давление может выражаться в паскалях (в метеорологии чаще используют «гектопаскаль») или в барах: 1 бар примерно соответствует давлению атмосферы над уровнем моря. С другой стороны, 1 миллибар соответствует 1 гектопаскалю.
Давление также можно измерить внутри жидкости и твердого тела.
Изменение давления на высоте
Это привело нас к новому вопросу: почему на высоте давление становится ниже?
Молекулы воздуха, как и все остальное, притягиваются к Земле гравитацией. То есть они стремятся сосредоточиться ближе к поверхности Земли, но из-за этого число молекул у поверхности увеличивается, и количество их столкновений тоже: иными словами, давление здесь выше.
Между тем сила высокого давления воздействует на низкое (именно она толкает вас вперед, когда вы стоите на пороге комнаты, из которой выкачан воздух), то есть здесь она направлена вверх. В конечном счете давление, направленное вверх, компенсирует вес, сила которого направлена вниз, и таким образом атмосфера находится в равновесии.