Bài tập về áp suất vật rắn - Vật Lý lớp 8

PAGE \* MERGEFORMAT 6

ÁP SUẤT VẬT RẮN -HOA

Bài 1: 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 .

Tóm Tắt:

F = 3N

S = 0,0003cm2 = 3.10-4 cm2 = 3. 10-8 m2

Áp suất của ngón tay tác dụng lên cái kim là: P= FS=33.10-8=108Pa

Bài 2: 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.

Tóm Tắt:

m =120 tấn=120 000 kg

pMax=100 000 N/m2

Smin =?

Trọng lượng của cái nhà là: P=10m=10.120 000=1 200 000N

Trọng lượng này là áp lực tác dụng xuống móng nhà nên F = P = 1 200 000 N

Diện tích tối thiểu của móng là: SMin = F/pMax = 1 200 000/100000 = 12 m2

Bài 3: Đặt một bao gạo 60 kg lên một cái ghế bốn chân có khối lượng 4 kg. diện tích tiếp xúc với mặt đất của mỗi chân ghế là 8 cm2. Tính áp suất các chân ghế tác dụng lên mặt đất.

Tóm Tắt:

m1 = 60kg

m2 = 4kg

S = 4.8cm2 = 32.10-4 m2

p = ?

Áp lực tác dụng lên mặt đất chính là trọng lượng của gạo và ghế tác dụng lên mặt đất.

F = P=10(m1+m2) = 640N

Áp suất của chân ghế tác dụng lên mặt đất là: P= FS=64032.10-4=2.105Pa

Bài 4: 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 ?

Tóm Tắt:

P1=26000N

S1=1,3m2

P2=450 N

S2 = 200cm2 = 0,02 m2

Áp lực xe tăng nén xuống mặt đường bằng trọng lượng của xe tăng.

Áp suất của xe tăng tác dụng lên mặt đường là: Pt=P1S1=260001,3=20000Nm2= 20000 Pa

Áp lực người nén xuống mặt đường bằng trọng lượng của người.

Áp suất của người tác dụng lên mặt đường là: Pn=P2S2=4500,02=22500Nm2= 22500 Pa

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

Kết luận: Áp suất phụ thuộc vào áp lực và diện tích bị ép, vật có trọng lượng lớn có thể gây áp suất nhỏ nếu diện tích mặt tiếp xúc lớn, ngược lại vật có trọng lượng nhỏ có thể gây áp suất lớn nếu diện tích mặt tiếp xúc nhỏ.

Bài 5: Khối lượng của em học sinh là 40 kg, diện tích của cả hai bàn chân là 4dm2 . Hãy tính áp suất của cơ thể em lên mặt đất khi đứng thẳng. Làm thế nào để tăng áp suất lên gấp đôi một cách nhanh chóng và đơn giản.

Tóm Tắt:

m=40kg

S=4dm2=0,04m2

Áp lực của học sinh tác dụng lên mặt đất chính là trọng lượng của học sinh F = P=10m=400N

Áp suất của học sinh tác dụng lên mặt đất là: P= FS=4000,04=104Pa

Cách làm tăng áp suất nhanh chóng là đứng một chân (co chân kia lên) diện tích tiếp xúc giảm đi hai lần thì áp suất tăng hai lần.

Bài 6: Toa xe lửa có trọng lượng 500 000 N có 4 trục bánh sắt, mỗi trục bánh có 2 bánh xe, diện tích tiếp xúc của mỗi bánh với mặt ray là 5cm2 .

a) Tính áp suất của toa lên ray khi toa đỗ trên đường bằng.

b) Tính áp suất của toa lên nền đường nếu tổng diện tích tiếp xúc của đường ray và tà vẹt với mặt đường (phần chịu áp lực) là 2m2 .

Tóm Tắt:

p = 500000N = 5.105N

S1 = 5cm2 = 5.10-4 m2

S2 = 2 m2

a. Diện tích tiếp xúc của các bánh xe lên đường ray là: S = 4.2. S1=4.2.5.10-4 = 4.10-3 m2

Áp suất của toa xe lửa tác dụng lên ray là: P1= FS=5.1054.10-3=125.106Pa

b. Áp suất của toa lên nền đường là: P2= FS2=5.1052=25.104Pa

Bài 7

a. Tính chiều cao giới hạn của một tường gạch nếu áp suất lớn nhất mà móng có thể chịu được là 110 000N/m2. Biết trọng lượng riêng trung bình của gạch và vữa là 18400N/m3 .

b. Tính áp lực của tường lên móng, nếu tường dày 22 cm, dài 10m và cao như trên ý a.

Tóm Tắt:

P = 110000 N/m2

d =18400N/m3

a = 22 cm = 0,22m

b =10m

a. Áp dụng công thức tính áp suất P = d.h

Ta suy ra chiều cao giới hạn của tường là: h=Pd=11000018400=5,98m

b. Áp lực của tường lên móng là: F=P.S=P.a.b=110 000.0,22.10=242000N

Bài 8. Một vật hình hộp chữ nhật kích thước 50(cm)x40(cm)x20(cm) đặt trên mặt bàn nằm ngang. Trọng lượng riêng của chất làm vật d = 78000N/m3. Tính áp suất lớn nhất và nhỏ nhất trên mặt bàn.

Hướng dẫn

(Cùng một áp lực thì áp suất sẽ tỉ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc nên áp suất lớn nhất khi diện tích tiếp xúc nhỏ nhất, áp suất nhỏ nhất khi diện tích tiếp xúc lớn nhất.)

Áp lực tác dụng xuống mặt bàn bằng trọng lượng của vật:

F = p = d.V = 78 000. 0,5. 0,4.0,2 = 3120 N

Áp suất lớn nhất tác dụng lên mặt bàn là: PMax=FSmin=31200,4.0,2=39000Pa

Áp suất nhỏ nhất tác dụng lên mặt bàn là: Pmin=FSmax=31200,5.0,4=15600Pa

BTVN