Давление газов

[newww]

Имеется куб полый внутри с ребром 10 м, стоит на поверхности земли, заполнен гелием.

1) Как узнать давление гелия, который действует изнутри куба на верхнюю и нижнюю грань куба? Какие дополнительные данные для этого нужны?
2) Как узнать давление атмосферы на верхнюю грань куба?
3) Допустим куб взлетел под действием силы Архимеда. Будет ли теперь атмосфера действовать на нижнюю грань куба? Если да, то как вычислить?
4) Влияет ли каким-либо образом давление гелия на боковые грани куба изнутри на величину подъёмной силы?
5) Влияет ли каким-либо образом давление атмосферы на боковые грани куба на величину подъёмной силы?
6) Как будет изменятся внутри куба давление гелия на верхнюю и нижнюю грань при подъёме куба вверх под действием силы Архимеда?

Попытки решения:

1) В сети нашёл много формул, но все требуют дополнительного параметра: или энергии газа или количества газа. Какую переменную нужно добавить, что-бы получить максимально простую формулу и посчитать давление газа не понятно.
2) Здесь я пытался применить формулу $P_h=P_0e^\frac{-\rho_0gh}{P_0}$, но не знаю нужно ли в данном случае учитывать площадь поверхности верхней грани (которая в формуле не учтена), на которую давит атмосфера, ведь давление зависит и от площади, на которую давит сила.
3) Сила тяжести тянет атмосферу вниз, и если есть давление на нижнюю грань, то получается, что атмосфера должна ещё при этом стремится вверх. Получается, что атмосфера не давит на нижнюю грань.
4) Не должно, т.к гелий давит на обе боковые стенки с одинаковой силой, следовательно силы уравновешены.
5) Не должно т.к как было сказано в п.3 атмосфера притягивается строго вниз и проходит параллельно боковым граням
6) Предполагаю, что должны быть изменения в связи с уменьшением атмосферного давления, но какие именно не понятно.

Прошу помощи

[arseniiv]

Частичные комментарии:

newww в сообщении #1132710 писал(а):

1) В сети нашёл много формул, но все требуют дополнительного параметра: или энергии газа или количества газа. Какую переменную нужно добавить, что-бы получить максимально простую формулу и посчитать давление газа не понятно.

Всё верно, не хватает количества гелия. Да и температуры. Их надо как-то выбрать, или придётся оставить в ответе.

newww в сообщении #1132710 писал(а):

2) Здесь я пытался применить формулу $P_h=P_0e^\frac{-\rho_0gh}{P_0}$, но не знаю нужно ли в данном случае учитывать площадь поверхности верхней грани (которая в формуле не учтена), на которую давит атмосфера, ведь давление зависит и от площади, на которую давит сила.

Ну, в этой формуле и сила «не учтена», зато давление получается. Площадь или силу сюда просто некуда приткнуть. Зато, например, вы можете посчитать силу, действующую на интересующую грань куба, взяв давление отсюда и площадь из условия.

newww в сообщении #1132710 писал(а):

Получается, что атмосфера не давит на нижнюю грань.

Выкачайте из куба весь гелий и уберите нижнюю грань — что будет?

[newww]

newww в сообщении #1132710 писал(а):

Получается, что атмосфера не давит на нижнюю грань.
Выкачайте из куба весь гелий и уберите нижнюю грань — что будет?

Получится, что воздух войдёт в куб снизу? И следовательно воздух и атмосфера может идти не только строго вниз. Я верно понял?

[arseniiv]

Ага. Давление должно быть.