Công thức tính áp suất chất lỏng, khí quyển, chất rắn

Công thức tính áp suất chất lỏng, khí quyển, chất rắn

Trong môn vật lý 8, áp suất là một đại lượng cực kì quan trọng gắn liền với nhiều công thức chủ đạo khác nhau. Mỗi hình dạng vật chất đều có những công thức tính áp suất khác nhau. Dưới đây là một số công thức cho 3 dạng vật chất: rắn, lỏng, khí và một số ứng dụng.

Công thức tính áp suất

Khái niệm áp suất

Áp suất là một đại lượng đo lường độ lớn của lực trên một đơn vị diện tích bất kì tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Đơn vị chuẩn của áp suất trong hệ SI là N / m2 (đọc là Niu tơn trên mét vuông).

Công thức tính áp suất

Công thức tính áp suất tổng quát: P = F / S

Trong đó:

P: Là áp suất (N/m2 hay còn gọi là Pa)

F: Là lực tác dụng lên bề mặt S, lực vuông góc

S: Diện tích mà lực F tác dụng lên.

Bảng đo các đơn vị đo áp suất chuẩn:

1 Pa = 1 N/m²  = 10⁻⁵ bar  = 10,197×10⁻⁶ at  = 9,8692×10⁻⁶ atm

Ý nghĩa của áp suất

Ưu điểm:

• Sự chênh lệch giữa áp suất phía dưới và phía trên của cánh máy bay tạo ra lực nâng máy bay.
• Áp suất do chất khí tạo ra, ứng dụng vào miếng hút khí dính tường.
• Áp suất chất lỏng ứng dụng vào máy thủy lực
• Nhờ có áp suất chất rắn chúng ta có thể đóng cọc vào nền đất, làm nền móng cho các công trình xây dựng cỡ lớn, nhà cao tầng…

Nhược điểm:

Áp suất gây ra từ các vụ nổ lớn có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe, tính mạng của con người. Phá vỡ các công trình công cộng.

Từ những khái niệm trên, chúng ta có thể thấy rằng áp suất là một đại lượng không chỉ có ý nghĩa trong môn vật lý mà còn được ứng dụng rộng rãi trong xã hội và cuộc sống hằng ngày.

Phân loại áp suất trong đời sống

Áp suất chất khí

Mọi vật đều chịu áp lực của chất khí, dù ít hay nhiều. Áp suất chất khí được ứng dụng cũng khá rộng rãi trong đời sống hàng ngày như:

• Miếng hút tường đa năng
• Đồ chơi trẻ em
• Nồi áp suất

Áp suất chất lỏng

Nếu bạn muốn nhâng đỡ một vật cực nặng mà không có đủ nhân lực, thì không còn cách nào khác là phải sử dụng máy ép thủy lực. Được ví như một đại lực sĩ, nhờ ứng dụng định luật truyền áp suất trong chất lỏng đã giúp loại máy này có thể làm bất cứ việc gì mà không lo về vấn đề sức mạnh.

Áp suất chất lọng có ứng dụng đặc biệt quan trọng trong máy móc từ đơn giản đến phức tạp.

Áp suất chất rắn

Áp suất chất rắn ứng dụng khá quan trọng trong đời sống:

• Trong công trình xây dựng, đóng cọc vào đất nền.
• Trong lĩnh vực y tế, ứng dụng áp suất chất rắn trong hô hấp nhân tạo
• Trong ẩm thưc, dao cũng là một ứng dụng quan trọng của áp suất chất rắn

Bài tập về công thức tính áp suất

Câu 1: Trong các cách tăng, giảm áp suất sau đây, cách nào là không đúng:

A. Muốn tăng áp suất thì tăng áp lực, giảm diện tích bị ép

B. Muốn tăng áp suất thì giảm áp lực, tăng diện tích bị ép

C. Muốn giảm áp suất thì phải giảm áp lực lực, giữ nguyên diện tích bị ép

D. Muốn giảm áp suất thì phải giữ nguyên áp lực, tăng diện tích bị ép

⟹ Trả lời : Chọn B

Câu 2: Trong các trường hợp dưới đây, trường hợp nào áp lực của người lên mặt sàn là lớn nhất?

A. Người đứng cả hai chân.

B. Người đứng co một chân.

C. Người đứng cả hai chân nhưng cúi gập xuống

D. Người đứng cả hai chân nhưng tay cầm quả tạ

⟹ Trả lời : Chọn D

Câu 3: Hai người có khối lượng lần lượt là m₁ và m₂. Người thứ nhất đứng trên tấm ván có diện tích S₁, người thứ hai đứng trên tâm ván có diện tích S₂. Nếu giả thiết cho: m₂ = 1,2m₁ và S₁ = 1,2 S₂ thì khi đó, hãy so sánh áp suất của hai người tác động lên mặt sàn:

A. p₁ = p₂

B. p₁ = 1,2p₂

C. p₂ = 1,44p₁

D. p₂ = 1,2p₁

Đáp án B. p₁ = 1,2p₂

Câu 4: Một người tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,7.10⁴ N/m². Diện tích của hai bàn chân tiếp xúc với mặt sàn là 0,03m². Tính trọng lượng và khối lượng của người này từ các dự kiện đề bài cho.

Lời giải:

Trọng lượng của người là : P = p.S = 17000 . 0,03 = 510N

Khối lượng của người đó là : m =  = 51kg

Câu 5 : Câu nào sau đây chỉ nói về chất lỏng là đúng, nếu có hãy giải thích.

A. Chất lỏng chỉ gây áp suất theo phương thẳng đứng từ trên xuống.

B. Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng

C. Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương

D. Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng

⟹ Trả lời: đáp án C. Chất lỏng không hình dạng do đó sẽ gây tác dụng lực vuông góc lên mọi phương.

Câu 6: Hai bình A và B thông nhau. Bình A đựng dầu, bình B đựng nước tới cùng một độ cao. Khi bình mở khóa K, nước và dầu có chảy từ bình nọ sang bình kia không? Hãy giải thích

A. Không, vì độ cao của cột chất lỏng ở hai bình bằng nhau

B. Dầu chảy sang nước vì lượng dầu nhiều hơn

C. Dầu chảy sang nước vì dầu nhẹ hơn

D. Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn của dầu.

⟹ Trả lời: đáp án D. Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn của dầu.

Theo mỗi chương trình vật lý khác nhau, học sinh tiếp cận cùng một công thức tính áp suất. Tuy nhiên mức độ vận dụng và ứng dụng thực tế thì hoàn toàn khác nhau. Các bài tập phía trên chỉ nhằm mục đích giúp các em có thể hiểu công thức, biết cách vận dụng vào một số bài tập thực tế đơn giản.

Giáo dục