Trong Chương trình Vật lý 8, sinh viên thường sẽ gặp khó khăn trong việc tính toán số lượng, đặc biệt là áp lực. Và để giúp họ hiểu và áp dụng một cách trơn tru công thức để tính toán áp lực để giải quyết bài tập, khỉ sẽ tóm tắt kiến thức về công thức tính toán áp lực của chất rắn, chất lỏng, khí và đưa ra một số bài tập cụ thể đi kèm.
Công thức tính toán áp suất rắn
Sau đây là kiến thức liên quan đến áp lực rắn.
Áp lực rắn là gì?
Áp lực của chất rắn xuất hiện do trọng lượng của các vật thể rắn. Các nguyên tử bên trong chất rắn không di chuyển. Do đó, sự thay đổi trong động lượng của các đối tượng rắn sẽ không tạo ra áp lực. Tuy nhiên, trọng lượng của một chất rắn tại một điểm nhất định sẽ hoạt động trên điểm nhọn. Điều này gây ra áp lực bên trong vật rắn.
Do đó, áp suất rắn được định nghĩa là áp suất gây ra bởi chất rắn do áp suất tác dụng lên một đơn vị khu vực được chỉ định. Lưu ý, áp lực này chỉ hoạt động trên vật thể trên bề mặt tiếp xúc.
Công thức
Áp lực của chất rắn được xác định bởi công thức:
Trong đó:
-
F là áp lực lên chất rắn (n)
-
S là khu vực bắt buộc (mét vuông)
-
P là áp suất (n/m -m² = 1Pa)
Ứng dụng ví dụ
Bài tập 1: Khối lượng của một vật thể được đặt trên bảng ngang là 3kg. Diện tích của tiếp xúc đối tượng với bảng là 64 cm2. Áp lực trên bàn là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Áp lực trên bàn là:
P = f/s = 3/0,064 = 46.875 (pa)
Bài tập 2: Một trình thu thập thông tin nặng 36000n, khu vực tiếp xúc của các chuỗi xe trên mặt đất là 1,15 m2. Áp lực của chiếc xe hành động trên mặt đất là gì?
Hướng dẫn:
Áp lực của chiếc xe hành động trên mặt đất là:
P = F/S = 3600/1.15 = 3130 (PA)
Bài tập 3: Một bể nặng 26 000N. Tính áp suất của bể trên mặt đường, biết rằng khu vực tiếp xúc của chuỗi với mặt đất là 1,3m2. So sánh áp lực đó với áp lực của một người nặng 450 N với diện tích tiếp xúc 2 feet với mặt đất 200 cm2?
Hướng dẫn:
Áp lực của bể hoạt động trên mặt đường là:
P1 = F1/S1 = 26000/1.3 = 2000 (n/m2)
Áp lực của người hành động trên mặt đường là:
P2 = F2/S2 = 450/0,02 = 22500 (n/m2)
Vì vậy, áp lực của bộ tăng áp áp dụng cho bề mặt đường nhỏ hơn áp lực của người trên mặt đường.
Bài tập 4: Tính áp suất gây ra bởi ngón tay trên kim, nếu áp suất là 3N và diện tích của kim là 0,0003 cm2
Hướng dẫn:
Áp lực gây ra bởi ngón tay là:
P = f/s = 3/3.10-8 = 100000000 (n/m2)
Bài tập 5: Một ngôi nhà gạch có trọng lượng 120 tấn. Mặt đất trong ngôi nhà nơi ngôi nhà có thể chịu được áp suất tối đa 100 000 N/m2. Tính diện tích tối thiểu của móng.
Hướng dẫn:
Thay đổi: M = 120 tấn = 120 000kg
Vì vậy, áp lực của ngôi nhà hành động trên mặt đất là:
F = 1200000 N
Áp dụng công thức áp lực của chất rắn của chúng tôi:
P = f/ss = f/p = 12 (m2)
Công thức tính toán áp suất chất lỏng
Dưới đây là kiến thức liên quan đến áp lực lỏng
Công thức
Áp suất của chất lỏng được xác định bởi sản phẩm của trọng lượng riêng của chất lỏng đang được xem xét và độ sâu được tính từ điểm của áp suất xảy ra với bề mặt thoáng khí.
Công thức tính toán áp suất chất lỏng:
Chứng minh công thức:
P = f/s = p/s = (dv)/s = (dsh)/s = dh
Trong đó:
-
D là trọng lượng cụ thể của chất lỏng (N/M³)
-
H là độ sâu từ điểm áp suất đến bề mặt chất lỏng (M)
-
P là áp lực của chất lỏng (PA)
Ứng dụng ví dụ
Bài tập 1: Một thợ lặn mặc áo lặn chịu được áp lực tối đa 300.000 N/m2. Biết được trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3.
Một. Công nhân có thể lặn bao nhiêu mét nhất?
b. Tính áp suất của nước trên cửa sổ kính của áo lặn với diện tích 200cm2 khi lặn sâu 25m.
Hướng dẫn:
Một. Theo công thức áp suất lỏng:
P = dh => h = p/d = 300000/10000 = 30 (m)
b. Áp lực của nước tác động lên cánh cửa kính quan sát của chiếc áo lặn là:
P = DH = 25.10000 = 250000 (PA)
P = F/S => F = PS = 250000.0.02 = 5000 (n)
Bài tập 2: Một cây thông chứa nước biển, mọi người thêm xăng vào cành. Bề mặt mở ở hai nhánh chênh lệch 18mm. Tính toán chiều cao của trụ xăng, cho thấy trọng lượng riêng của nước biển là 10300 N/m3, của xăng là 7000N/m3.
Hướng dẫn:
Chúng ta có: P1 = P2 D1.H1 = D2.H2
Mặt khác: H2 = H1-H
D1.H1 = D2. (H1-H)
H1 = (10300. 18/1000) / (10300 – 7000) = 0,56 (m)
Bài tập 3: Một bể hình chữ nhật có chiều cao 1,5m. Mọi người chứa đầy nước vào bể. Áp suất của nước tại điểm là 0,7m từ dưới cùng là:
A. 15000pa
B. 7000pa
C. 8000pa
D. 23000pa
Hướng dẫn: Trả lời c
Áp suất của nước trên điểm 0,7m từ dưới cùng của thùng là:
P = dh = 10000. (1,5 – 0.7) = 8000 (n/m2) = 8000 (pa)
Bài tập 4: Một con tàu có một lỗ nhỏ ở phía dưới. Lỗ này cách bề mặt nước 2,2m. Mọi người đặt áp lực vá vào lỗ từ bên trong. Cần bao nhiêu lực để giữ bản vá nếu lỗ rộng 150 cm2 và trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m2?
A. 308n
B. 330n
C. 450n
D. 485n
Hướng dẫn: Trả lời b
Áp lực gây ra bởi nước tạo ra một khu vực đâm thủng:
P = dh = 10000. 2.2 = 22000 (n/m2)
Lực tối thiểu để giữ bảng là:
F = PS = 22000. 0,015 = 330 (n)
Bài tập 5: Một cây thông có hai nhánh và 1 Key K để tách hai nhánh. Các nhánh lớn có nhỏ gấp đôi so với các nhánh nhỏ. Mọi người đổ nước vào nhánh lớn của chai, chiều cao của cột nước là 45cm. Tìm chiều cao của cột nước trong hai nhánh sau khi mở khóa K trong một thời gian. Bỏ qua khối lượng của một đầu nối hai con.
A. 25 cm
B. 30 cm
C. 40 cm
D. 55 cm
Hướng dẫn: Trả lời b
Gọi khu vực của ống nhỏ là S, khu vực phần ống lớn là 2 giây. Sau khi mở khóa t, cột nước trong hai nhánh có cùng h.
Bởi vì thể tích nước trong tàu không thay đổi, nên thể tích nước trong nhánh ban đầu bằng tổng thể tích nước trong hai nhánh tiếp theo
Chúng ta có: 2s.45 = sh + 2s.h ⇒ h = 30 (cm)
Xem thêm: Áp suất lỏng là gì? Những ứng dụng nào có ứng dụng nào không?
Công thức tính toán áp suất khí
Sau đây là kiến thức liên quan đến áp lực khí:
Công thức
Xem thêm : [Noun Phrase] Cụm danh từ tiếng anh: Ngữ pháp & Bài tập có lời giải chi tiết
Áp suất không khí là áp suất gây ra bởi trọng lượng của không khí xung quanh chúng ta. Công thức tính toán áp suất khí tương tự như áp suất chất lỏng. Tuy nhiên, áp suất của khí đã sử dụng đơn vị MMHG để ghi lại.
Công thức tính toán áp suất khí:
Trong đó:
-
P là biểu tượng của áp suất khí quyển (N/M2), (PA), (PSI), (Bar), (MMHG)
-
F là ảnh hưởng của hành động lên bề mặt ép (N)
-
S là biểu tượng của diện tích bề mặt cưỡng bức (M2)
Ứng dụng ví dụ
Bài tập 1: Khi được đặt ở vị trí A, cột thủy ngân trong ống Tô-ri-li có chiều cao 76cm. Biết được trọng lực cụ thể của thủy ngân là 136000N/m3. Sau đó, ở vị trí một áp suất khí quyển là gì?
Hướng dẫn:
Có: 76cm = 0,76m
Theo công thức tính toán áp suất chất lỏng chúng ta: P = DH
Áp suất khí quyển tại điểm A là:
P = 136000.0.76 = 103360 (n/m2) = 103360 (PA)
Bài tập 2: Mọi người thực hiện thí nghiệm Torixenli để đo áp suất khí quyển ở đầu ngọn hải đăng. Kết quả kết quả là 95200PA, biết mật độ của thủy ngân là 13600 kg/m3. Chiều cao của cột thủy ngân trong thí nghiệm là:
Hướng dẫn:
Trọng lực cụ thể của thủy ngân là:
d = 13600.10 = 136000 (n/m3)
Theo công thức tính toán áp suất của chất lỏng, chúng ta nhận được:
P = dh => h = p / d
Vào thời điểm đó, chiều cao của cột thủy ngân là:
H = 95200: 136000 = 0,7 (m) = 700 (mm)
Bài tập 3: Mọi người thực hiện thí nghiệm Torixenli để đo áp suất khí quyển ở đầu ngọn hải đăng. Người ta thấy rằng chiều cao của cột thủy ngân trong ống torixenli là 730mm, biết mật độ của thủy ngân là 13600kg/m3. Áp suất khí quyển ở đó là gì?
Hướng dẫn:
Thay đổi 730mm = 0,73m
Trọng lực cụ thể của thủy ngân là:
d = 13600.10 = 136000 (n/m3)
Áp dụng công thức để tính toán áp suất chất lỏng: P = DH, chúng ta có áp suất khí quyển ở đỉnh núi:
P = dh = 136000.0.73 = 99280 (n/m2)
Bài tập 4: Mọi người sử dụng một mét để xác định chiều cao. Kết quả cho thấy: dưới chân núi mét chỉ 75cmHg; Trên đỉnh núi mét chỉ 71,5cmHg. Nếu trọng lượng cụ thể của không khí không thay đổi và có cường độ 12,5n/m3, thì trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000N/m3, thì đỉnh là bao nhiêu mét?
Hướng dẫn:
Áp dụng công thức để tính áp suất chất lỏng: P = DH, chúng ta phải nhận được áp lực ở chân núi là:
P = 136000.0.75 = 102000 (n/m2)
Áp lực ở đỉnh núi là:
P = 136000.0,715 = 97240 (n/m2)
Vào thời điểm đó, chênh lệch áp suất tại hai điểm này là:
P = 102000 – 97240 = 4760 (n/m2)
Chiều cao của ngọn núi là: h = p / d = 4760 / 12,5 = 380.8 (m)
Bài tập 5: Một người trưởng thành nặng 60kg là cao 1,6 m, diện tích cơ thể trung bình là 1,6m2, tính toán áp suất của khí quyển tác động lên người đó trong điều kiện tiêu chuẩn. Biết được trọng lượng riêng của thủy ngân là 136000 N/m3. Tại sao người ta có thể chịu một áp lực lớn như vậy mà không cảm thấy ảnh hưởng của áp lực này?
Hướng dẫn
Trong các điều kiện của các tiêu chuẩn áp suất khí quyển là 76 cmHg:
P = dh = 136000. 0,76 = 103360 (n/m2)
Áp dụng công thức để tính toán áp lực, chúng tôi nhận được:
P = f/sf = ps
Áp lực mà bầu không khí tác động lên cơ thể con người là:
F = PS = 103360.1.6 = 165376 (n)
Lý do người ta có thể chịu đựng và không cảm thấy ảnh hưởng của áp lực này bởi vì bên trong cơ thể cũng có không khí, vì vậy áp lực hoạt động từ bên ngoài và bên trong để cân bằng lẫn nhau.
Phần kết luận
Trên đây là một bài viết tóm tắt các công thức để tính toán áp suất của chất rắn, chất lỏng và chất khi. Ngoài ra, bài viết cũng cung cấp một số loại bài tập cụ thể để chúng có thể kết hợp học tập lý thuyết và áp dụng nó theo cách tốt nhất để giải quyết các bài tập. Hy vọng, họ sẽ thực hành chăm chỉ và đạt được kết quả cao trong chủ đề này.
Nguồn: https://truongnguyentatthanh.edu.vn
Danh mục: Giáo dục
Ý kiến bạn đọc (0)