почему самолёты должны набирать определённую высоту, с чем это связано?

Это связано в первую очередь со скоростью и экономичностью. Ведь чем выше скорость - тем, с одной стороны, сильнее и сопротивление воздуха, а с другой стороны - легче держаться (выше подъёмная сила) . Поэтому в зависимости от того, какова крейсерская скорость самолёта, ему выгоднее всего лететь на опрелелённой высоте (с определённой плотностью воздуха) , на которой он ещё уверенно держится, но в то же время расход топлива на поддержание этой скорости минимален. Поэтому Ил-18 летал на высоте 5 км, современные реактивные самолёты (скорость порядка 900 км/ч) - на высотах около 10 км, а Конкорд (скорость больше 2000 км/ч) - на высоте 20 км.

можно и неопределенную: )

Вообще-то самолетов в воздухе одновременно до пса, особенно около крупных городов. Столкнуться - пара пустяков. Поэтому они и летают не как попало, а по заранее отведенным корридорам.

Там тупо дешевле + коридор.. . 8-10 км - для турбореактивных, 6-7 км для турбовинтовых...

С экономией горючего.

Чаще всего это связано с атмосферными явлениями в нижних слоях атмосферы, ну ещё с так называемыми "эшелонами" определёнными высотами для определённых потоков авиатранспорта.. .
Внизу, до 200-700 метров при плохой погоде очень сильная "болтанка" связанная с прогревом воздуха от земли или его охлаждением...

Для каждого авиадвигателя есть самый экономичный режим работы, характеризующийся высотой полета и скорость полета. Можно прибавить сюда еще и расположение авиалиний (маршрутов полета)

чем выше, тем воздух более разряжен и его сопротивление меньше.
Для гражданской авиации оптимальные высоты ~ 8-11км