Áp Suất

Áp suất

A: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Áp lực

Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép.

Ví dụ: - lực của máy kéo tác dụng lên mặt đường

Áp suất

- áp suất là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép.

- Áp suất được tính bằng công thức:

\[p=\frac{F}{S}\]

Đơn vị của áp suất: paxcan (Pa) (1 Pa = 1 N/m²).

Lưu ý:

- Tác dụng của áp lực phụ thuộc vào hai yếu tố là độ lớn của áp lực và diện tích bị ép.

- Đơn vị áp suất trong hệ thống đo lường hợp pháp của nước ta là paxcan: 1 Pa = 1 N/m². Vì Pa quá nhỏ nên trong thực tế, người ta dùng đơn vị lớn hơn là bar: 1 bar = 10⁵ Pa.

- Ngoài ra, người ta cũng dùng atmotphe làm đơn vị áp suất. Atmotphe là áp suất gây bời một cột thủy ngân cao 76 cm: 1 at = 103360 Pa.

Để đo áp suất, người ta có thể dùng áp kế

Bảng một số áp suất:

Áp suất ở tâm Mặt Trời	2.10¹⁶ Pa
Áp suất ở tâm Trái Đất	4.10¹¹ Pa
Áp suất lớn nhất tạo được trong phòng thí nghiệm	1,5.10¹⁰ Pa
Áp suất dưới đáy biển ở chỗ sâu nhất	1,1.10⁸ Pa
Áp suất của không khí tỏng lốp ô tô	4.10⁵ Pa
Áp suất khí quyển ở mức mặt biển	1.10⁵ Pa
Áp suất bình thường của máu	1,6.10⁴ Pa

B: VÍ DỤ MẪU

Bài 1: Áp suất tác dụng lên một lưỡi dao có chiều dài 20 cm, chiều dày là 0,05 mm là bao nhiêu khi tác dụng lên dao một lực là 40N?

Hướng dẫn

Diện tích bị ép là:

S = 0,2.5.10⁵ = 10⁵

Áp suất tác dụng lên lưỡi dao là:

\[p=\frac{F}{S}=\frac{40}{{{10}^{-5}}}=4000000N\]

Bài 2: Bạn lan đi một đôi giày cao, trọng lượng của bạn là 500N và mỗi chiếc giày có diện tích tiếp xúc với sàn nhà là 10 cm². Áp suất tác dụng của giày lên mặt sàn là bao nhiêu?

Hướng dẫn

Ta có: 10 cm² = 1.10^-3 m²

Áp suất của giày tác dụng lên mặt sàn là:

\[p=\frac{F}{S}=\frac{500}{{{2.10}^{-3}}}=250000N\]

Bài 3: Một cái nhà gạch có khối lượng 120 tấn. Mặt đất ở nơi cất nhà chỉ chịu được áp suất tối đa là 100 000 N/m². Tính diện tích tối thiểu của móng ?

Hướng dẫn

Ta có: m = 120 tấn = 120 000kg

Vậy áp lực của ngôi nhà tác dụng lên mặt đất là: F = 1 200 000 N

\[p=\frac{F}{S}\Rightarrow S=\frac{F}{p}=12{{m}^{2}}\]

Bài 4: Tính áp suất do ngón tay gây ra ấn lên cái kim, nếu sức ép bằng 3N và diện tích của mũi kim là 0,0003cm².

Hướng dẫn

Áp suất do ngón tay gây ra:

\[p=\frac{F}{S}=\frac{3}{{{3.10}^{-8}}}={{10}^{8}}N/{{m}^{2}}\]

Bài 5: Một xe tăng có trọng lượng 26 000N. Tính áp suất của xe tăng lên mặt đường, biết rằng diện tích tiếp xúc của các bản xích với mặt đất là 1,3m². Hãy so sánh áp suất đó với áp suất của một người nặng 450 N có diện tích tiếp xúc 2 bàn chân với mặt đất là 200cm² ?

Hướng dẫn

Áp suất xe tăng tác dụng lên mặt đường
\[{{p}_{1}}=\frac{{{F}_{1}}}{{{S}_{1}}}=\frac{26000}{1,3}=20000N/{{m}^{2}}\]

Áp suất của người tác dụng lên mặt đường
\[{{p}_{2}}=\frac{{{F}_{2}}}{{{S}_{2}}}=\frac{450}{0,02}=22500N/{{m}^{2}}\]

Áp suất của người tác dụng lên mặt đường là lớn hơn áp suất của xe tăng tác dụng lên mặt đường.

Bài 6: Tháp Eiffel ở Pháp được dựng trên 4 chân tháp. Khối lượng của tháp là 10000 tấn. Mỗi chân tháp có diện tích tiếp xúc với mặt đất là 625 m². Tính áp suất tháp tác dụng lên mặt đất.

Hướng dẫn

Áp suất tháp tác dụng lên mặt đất là:

\[p=\frac{F}{S}=\frac{{{10}^{8}}}{4.625}={{4.10}^{4}}Pa\]

C: BÀI TẬP TỰ LUYỆN

Bài 1: Lực nào sau đây không phải là áp lực?

Trọng lượng của quyển sách đặt trên mặt bàn nằm ngang.
Lực búa tác dụng vuông góc với mũ đinh.
Lực kéo vật chuyển động trên mặt sàn.
Lực mà lưỡi dao tác dụng vào vật.

Bài 2:

Trong các hình trên hình nào cho biết trọng lượng của vật chính là áp lực của vật lên mặt sàn?

Hình 1.
Hình 1.
Hình 1.
Cả ba hình.

Bài 3:

Có các viên gạch giống hệt nhau với kích thước 5 x 10 x 20 (cm) được xếp ở ba vị trí như hình vẽ.Biết tại vị trí 2 có hai viên gạch được xếp chồng lên nhau. Hỏi áp lực do các viên gạch tác dụng lên mặt đất tại vị trí nào lớn nhất?

Tại vị trí 1.
Tại vị trí 2.
Tại vị trí 3.
Tại ba vị trí áp lực như nhau.

Bài 4: Hãy chọn câu trả lời đúng.

Công thức tính áp suất là:

\[p=\frac{F}{S}\].
\[p=\frac{S}{F}\]
\[F=\frac{p}{S}\]
\[F=\frac{S}{p}\]

Bài 5: Trường hợp nào trong các trường hợp sau có thể làm tăng áp suất của một vật lên vật khác?

Giữ nguyên áp lực tác dụng vào vật, tăng diện tích mặt bị ép.
Giữ nguyên áp lực tác dụng vào vật, giảm diện tích mặt bị ép.
Giữ nguyên diện tích mặt bị ép, giảm áp lực tác dụng vào vật.
Vừa giảm áp lực tác dụng vào vật vừa tăng diện tích mặt bị ép.

Bài 6: Khi đi chân không vào nền nhà vừa láng xi măng thì ta thường để lại các vết chân. Muốn không để lại các vết chân thì người ta thường lót một tấm ván rộng lên và đi lên đấy. Ở đây chúng ta áp dụng nguyên tắc nào? Hãy chọn câu trả lời đúng.

Lót tấm ván để tăng trọng lượng của người tác dụng vào mặt sàn.
Lót tấm ván để giảm trọng lượng của người tác dụng vào mặt sàn.
Lót tấm ván để giảm áp suất tác dụng vào mặt sàn.
Lót tấm ván để tăng áp suất tác dụng vào mặt sàn.

Bài 7: Một thỏi thép hình hộp chữ nhật có kích thước 10 x 15 x 60 (cm). Biết khối lượng riêng của thép là 7,8 g/cm³. Áp suất lớn nhất mà nó có thể tác dụng lên mặt sàn là:

280000 N / m².
46800 N / m² .
11700 N / m².
7800 N / m².

Bài 8: Một thỏi thép hình lập phương có khối lượng 26,325 kg tác dụng một áp suất 11700 N / m²lên mặt bàn nằm ngang. Cạnh của hình lập phương đó là bao nhiêu? Hãy chọn đáp án đúng trong các đáp án dưới đây.

15cm.
22,5 cm.
44,4 cm.
150cm.

Bài 9: Một người tác dụng áp suất 18000 N / m² lên mặt đất. Biết diện tích mà chân người đó tiếp xúc với đất là 250cm². Khối lượng của người đó là:

m = 45kg.
m = 72 kg.
m= 450 kg.
Một kết quả khác.

Bài 10: Một vật có khối lượng 5kg được đặt trên mặt bàn nằm ngang với diện tích tiếp xúc là 40 cm².Áp suất của vật đó tác dụng lên mặt bàn là bao nhiêu? Hãy chọn kết quả đúng trong các kết quả dưới đây.

125 N / m².
800 N / m².
1250 N / m².
12500 N / m².

Bài 11: Câu nhận xét nào sau đây là đúng khi nói về áp suất chất rắn.

Chất rắn truyền áp lực đi theo phương song song với mặt bị ép.
Chất rắn truyền áp lực đi theo mọi phương.
Áp suất là độ lớn của áp lực trên mặt bị ép.
Áp suất là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép.

Bài 12: Điều nào sau đây đúng khi nói về áp suất:

Áp suất là độ lớn của áp lực trên mặt bị ép.
Áp suất tỉ lệ nghịch với độ lớn của áp lực.
Với áp lực không đổi áp suất tỉ lệ nghịch với diện tích bị ép.
Áp suất không phụ thuộc diện tích bị ép.

Bài 13: Trong các trường hợp sau trường hợp nào làm tăng áp suất lên mặt bị ép?

Kê gạch vào các chân giường.
Làm móng to và rộng khi xây nhà.
Mài lưỡi dao cho mỏng.
Lắp các thanh tà vẹt dưới đường ray xe lửa.

Bài 14: Khi đóng đinh vào tường ta thường đóng mũi đinh vào tường mà không đóng mũ đinh vào. Tại sao vậy? Hãy chọn câu trả lời đúng.

Đóng mũi đinh vào tường để tăng áp lực tác dụng nên đinh dễ vào hơn.
Mũi đinh có diện tích nhỏ nên với cùng áp lực thì có thể gây ra áp suất lớn nên đinh dễ vào hơn.
Mũ đinh có diện tích lớn nên áp lực nhỏ vì vậy đinh khó vào hơn.
Đóng mũi đinh vào tường là do thói quen còn đóng đầu nào cũng được.

Bài 15: Khi nằm trên đệm mút ta thấy êm hơn khi nằm trên phản gỗ. Tại sao vậy?

Hãy chọn câu trả lời đúng.

Vì đệm mút mềm hơn phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm.
Vì đệm mút dầy hơn phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm.
Vì đệm mút dễ biến dạng để tăng diện tích tiếp xúc vì vậy giảm áp suất tác dụng lên thân người.
Vì lực tác dụng của phản gỗ vào thân người lớn hơn.

Đáp án