Pitkän matkan matkustajalentokoneen lentäessä matkakorkeudellaan 10 km paine matkustamossa on 79 kPa.

1. Selvitä, kuinka suuri on ilmanpaine koneen ulkopuolella tällä korkeudella.
2. Kuinka suuri paine-erosta aiheutuva voima koneen ikkunaan kohdistuu? Ikkuna on suunnilleen suorakulmion muotoinen, 270 mm kertaa 360 mm. Kommentoi voiman suuruutta.
3. Miksi matkustamon painetta ei ole laskettu yhtä paljon kuin paine koneen ulkopuolella on laskenut 10 km:n korkeuteen noustessa?
4. Miksi matkustamon painetta on kuitenkin laskettu jonkin verran?

Ratkaisu

a. MAOLin mukaan ilmanpaine 10 km korkeudella on 260 mbar = 26 kPa, eli huomattavasti pienempi kuin matkustamossa.

b. Ikkunaa painaa ulkopuolelta ulkona olevan ilmanpaineen aiheuttama voima ja sisältä matkustamon paineesta aiheutuva voima. Paine-erosta aiheutuva kokonaisvoima on

[[$\begin{align*}F&=p_{\text{sisä}}A-p_{\text{ulko}}A=\Delta pA \\ &=\left(79000\text{ Pa}-26000\text{ Pa}\right)\cdot 0,27\text{ m}\cdot 0,36\text{ m}=5151,6\text{ N}\approx 5,1\text{ kN} \\ \end{align*}$]]

Voidaan laskea, minkä suuruisen massan painoa [[$G=mg$]] tämä vastaa:
[[$$m=\frac{G}{g}=\frac{5151,6\text{ N}}{9,81\text{ m}/\text{s}^2}=525,1\dots\text{kg}\approx 530\text{ kg}$$]]
Jos ikkuna olisi vaakatasossa, sen tulisi kestää päälle asetettu 530 kg:n kuorma.

c. Alhaisessa ilmanpaineessa on huomattavan työlästä hankkia riittävästi happea soluille. Ilma on niin harvaa, että sitä ja sen sisältämää happea ei tule riittävästi keuhkoihin hengitettäessä.

d. Jos matkustamossa olisi normaalipaine, ikkunoihin ja koneen runkoon yleensä kohdistuisi vielä b-kohdassa laskettua suurempi voima.