MỞ ĐẦU

Khối lượng riêng của một chất lỏng và áp suất của chất lỏng có mối quan hệ như thế nào?

Giải chi tiết:

Áp suất của chất lỏng được tính bằng công thức: p = p_a + ρ.g.h

Trong đó:

+ p là áp suất chất lỏng (N/m²).

+ p_a là áp suất khí quyển (N/m²).

+ ρ là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³).

+ g là gia tốc trọng trường (m/s²).

+ h là độ sâu của điểm ta xét so với mặt thoáng của chất lỏng (m).

I. Khối lượng riêng

Câu 1: Tại sao khối lượng riêng của một chất lại hụ thuộc vào nhiệt độ ?

Giải chi tiết:

Khối lượng riêng được tính bằng thương số giữa khối lượng và thể tích.

Khối lượng luôn không thay đổi.

Thể tích tăng (giảm) khi nhiệt độ tăng (giảm).

Do đó, khối lượng riêng của một chất phụ thuộc vào nhiệt độ.

Câu 2: Một hợp kim đồng và bạc có khối lượng riêng là 10,3g/cm³. Tính khối lượng của bạc và đồng có trong 100g hợ kim. Biết khối lượng riêng của đồng là 8,9 g/cm³ , của bạc là 10,4 g/cm³

Giải chi tiết:

Gọi m1,v1,D1 lần lượt là khối lượng, thể tích, khối lượng riêng của bạc

Gọi m2,v2,D2 lần lượt là khối lượng, thể tích, khối lượng riêng của đồng

Ta có : m1+m2 = 10.3 (1)

v1+v2 = 1 => m1/D1+m2/D2 = 1 =>m1/10,4+m2/8,9 =1 (2)

Từ (1) => m1 = 10.3-m2

Thay vào (2) ta suy ra : 91,67 - 8,9m2 + 10,4 m2= 92,56 => 1,5 m2=0,89 => m2=0,59 => m1= 9,71

Như vậy trong 10,3g hỗn hợ thì có 0,89g đồng và 9,71g bạc. => Trong 100g hỗn hợ sẽ có 5,73g đồng và 94,27g bạc

II. Áp lực và áp suất

Câu 1: Hãy dựa vào hình 34.2 hãy cho biết độ lớn của áp lực phụ thuộc vào những yếu tố nào và phụ thuộc như thế nào

Giải chi tiết:

Độ lớn của áp lực phụ thuộc vào khối lượng của vật và diện tích bề mặt tiếp xúc.

Từ hình 1 và hình 3 ta thấy đối với vật có cùng khối lượng, diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn thì áp lực càng nhỏ và ngược lại.

Từ hình 1 và hình 2 ta thấy đối với vật có cùng diện tích bề mặt tiếp xúc, khối lượng càng lớn thì áp lực càng lớn và ngược lại.

Câu 2: Trong hình 34.3, lực nào sau đây là lực đàn hồi , lực ma sát, áp lực

a. Lực của chân em bé tác dụng lên sàn nhà

b. Lực của tay em bé kéo hộ đồ chơi

c. Lực của hô đồ chơi tác dụng lên sàn nhà

Giải chi tiết:

a) Chân em bé tác dụng lên sàn nhà một lực là áp lực.

b) Tay em bé kéo hộp đồ chơi làm dây căng ra xuất hiện lực đàn hồi.

c) Hộp đồ chơi có bánh xe đang lăn trên sàn nhà xuất hiện lực ma sát giữa bề mặt tiếp xúc của bánh xe và sàn nhà.

Câu 3: Chứng minh rằng áp lực của cuốn sách tác dụng lên mặt bàn nằm nghiêng một góc α có độ lớn là

Giải chi tiết:

Thành phần ép lên mặt phẳng nghiêng theo phương vuông góc nên mặt phẳng nghiêng nên đóng vai trò là áp lực.

P₁ = P.cosα mà F= P₁ => F= P.cosα

Câu 4: Tại sao xe tặng năng hơn ô tô nhiều lần lại có thể chạy trên đất bùn (hình 34.5a) còn ô tô thì bị lún bánh và sa lầy trên chính quãng đường này (hình 34.5b)

Giải chi tiết:

Vì xe tăng dùng xích có bản rộng ( diện tích bị ép lớn ) nên áp suất gây ra bởi trọng lượng của xe tăng là nhỏ .

Còn ô tô chạy bằng bánh, diện tích bị lớn nên á suất gây ra bởi trọng lượng của ô tô là lớn hơn

Câu 5: Trong hai chiếc xẻng được vẽ ở hình 34.6, xẻng nào dùng để xén đất tốt hơn, xẻng nào dùng để xúc đất tốt hơn? Tại sao?

Giải chi tiết:

Xẻng trong hình 34.6b dùng để xén đất tốt hơn vì : có mũi nhọn, diện tích bị ép nhỏ nên gây ra áp suất lớn lên đất, dễ đi sâu được vào đất hơn do đó sẽ dễ xén đất hơn.

Xẻng trong hình 34.6a dùng để xúc đất tốt hơn vì : có mũi vuông nên phần diện tích bề mặt lớn hơn, do đó mỗi lần xúc sẽ xúc được nhiều đất hơn.

Câu 6: Một người nặng 50kg đứng trên mặt đất nằm ngang. Biết diện tích tiế xúc của bạn chân với đất là 0,015 m2. Tính áp suất người đó tác dụng lên mặt đất khi :

a. Đứng cả hai chân

b. Đứng một chân

Giải chi tiết:

a. Khi đứng một chân thì ấ suất người đó lên mặt đất là 50.9,80,015 = 32 667,67(N/m2)
b. Khi đứng hai chân thì: 50.9,80,015.2=16 333,34 (N/m2)

III. Áp suất chất lỏng

HOẠT ĐỘNG

Hãy dựa vào thí nghiệm với một bình cầu có các lỗ nhỏ ở thành bình trong các hình 34.7a và b để nói về sự tồn tại của á suất chất lỏng và đặc điểm của áp suất này so với áp suất của vật rắn.

Giải chi tiết:

Khi bình cầu đặt trên cạn, nước trong bình sẽ theo các lỗ nhỏ thoát ra ngoài. Khi nhúng bình vào nước thì nước không còn thoát ra ngoài theo các lỗ đó nữa. Điều đó chứng tỏ áp suất của nước tác dụng vào thành của bình cầu, đẩy và giữ cho nước ở trong bình.

Áp suất chất lỏng tác dụng lên vật theo nhiều phương, còn áp suất chất rắn chỉ tác dụng lên vật theo một phương vuông góc với bề mặt tiếp xúc

Câu 1: Một khối chất lỏng đứng yên có khối lượng riêng ρ, hình trụ diện tích đấy S, chiều cao h (hình 34.8). hãy dùng công thức tính á suất ở trên để chứng minh rằng á suất của khối chất lơngr trên tác dụng lên đáy bình có độ lớn là ρ.g.h. Trong đó:

• ρ là khối lượng riêng của chất lỏng

• g là gia tốc trọng trường

• h là chiều cao của cột chất lỏng, cũng là độ sâu của chất lỏng so với mặt thoáng

Giải chi tiết:

Ta có :

Câu 2: Một khối hình lập phương có canh 0,3 m. Khối này chìm 2/3 trong nước. Biết khối lượng riêng của nước là 1 000kg/m³. Tính áp suất của nước tác dụng lên mặt dưới của khối lập phương. Và xác định phương, chiều và cường độ của lực gây ra bởi áp suất này.

Giải chi tiết:

Áp suất của nước tác dụng lên mặt dưới của khối lập phương là 1000. 9,8.23.0.3 = 1 960 N/m²

Phương: thẳng đứng.

Chiều: từ dưới lên trên.

Độ lớn: F= ρ.g.V = 1000 . 9,8 . 0,3 . 0,3 . (2/3). 0,3 = 176,4 N

Câu 3: Hãy tìm cách dựa vào các dụng cụ thí nghiệm vẽ ở Hình 34.9 để nghiệm lại công thức tính áp suất của chất lỏng: p = ρ.g.h.

Giải chi tiết:

- Sử dụng ống thủy tinh (bán kính xác định để tính diện tích đáy của ống), sợi dây và đĩa nhựa tròn (có bán kính gần bằng bán kính ống thủy tinh) như hình vẽ thứ nhất.

- Đổ chất lỏng vào bình chia độ, ghi lại thể tích chất lỏng ban đầu là V1.

- Thả hệ vào bình chia độ như ở hình thứ hai.

- Ghi lại phần thể tích nước khi đó là V2, tính được thể tích phần nước dâng lên chính là thể tích vật chiếm chỗ có giá trị V = V2 – V1.

- Ghi lại chiều cao h của phần ống hình trụ chìm trong nước

- Tính được lực đẩy Acsimet tác dụng lên đĩa nhựa tròn theo công thức: F_A = ρ.g.V

- Tính áp suất chất lỏng ở phần dưới đĩa nhựa tròn theo công thức: p = F_A/S

- Nghiệm lại với công thức: p = ρ.g.h thấy kết quả trùng nhau.

Câu 4: Tính độ chênh lệch áp suất của nước giữa 2 điểm thuộc 2 mặt phẳng nằm ngang cách nhau 20cm.

Giải chi tiết:

Độ chênh lệch là:

ρ.g.Δh = 1000.9,8.0,2 = 1 960 N/m²

Câu 5: Hãy dùng phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên để chứng minh rằng áp suất của các điểm nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì bằng nhau.

Giải chi tiết:

Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên: ∆p = ρ.g.∆h

Các điểm nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì đều có cùng một độ cao h => ∆h = 0 => ∆p = 0

=> Áp suất ở các điểm nằm trên cùng mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng thì bằng nhau.

Câu 6: Hãy dùng phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên để chứng minh định luật Archimedes đã học ở lớp 8 cho trường hợp vật hình hộp chữ nhật có chiều cao h, làm bằng vật liệu có khối lượng riêng ρ

Giải chi tiết:

Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên: ∆p = ρ.g.∆h

⇔ F/S = ρ.g.∆h

⇔ F = ρ.g.∆h.S

⇔ F = ρ.g.V

EM CÓ THỂ

Giải thích được vì sao người thợ lặn muốn lặn sâu dưới biển phải được trang bị thiết bị lặn chuyên dụng.

Giải chi tiết:

Vì khi lặn càng sâu thì chiều cao (h) của chất lỏng càng lớn, nên áp suất chất lỏng tác dụng lên người thợ lặn càng lớn. Người thợ lặn sẽ không thể chịu được áp suất này và gây nguy hiểm đến tính mạng nếu không được trang bị các thiết bị lặn chuyên dụng