Lý 8 Bài 8: Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau

- Do có trọng lượng mà chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó.

• Ví dụ: Người thợ lặn khi lặn dưới đáy biển sâu phải mặc bộ áo lặn có thể chịu được áp suất cao do phần nước biển phía trên ép xuống.

- Công thức: p = d.h

+ Trong đó:

• h là chiều cao của cột chất lỏng (m)
• d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³)
• p là áp suất đáy cột chất lỏng (N/m2 hay Pa)

- Trong một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang (có cùng độ cao h) có độ lớn như nhau.

Lưu ý:

- Nếu bình chứa hai chất lỏng không hòa tan thì áp suất tại một điểm ở đáy bình được tính bằng công thức: p = d₁.h₁ + d₂.h₂

+ Trong đó:

• h₁ và h₂ là độ cao của cột chất lỏng thứ nhất và thứ hai.
• d₁ và d_2 là trọng lượng riêng của cột chất lỏng thứ nhất và thứ hai.

- Bình thông nhau là bình gồm hai hoặc nhiều nhánh có hình dạng bất kì, phần miệng thông với không khí, phần đáy được nối thông với nhau.

- Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều cùng ở một độ cao (không phụ thuộc vào hình dạng của các nhánh).

- Lưu ý:

• Một trong những ứng dụng cơ bản của bình thông nhau và sự truyền áp suất trong chất lỏng là máy thủy lực.
• Khi tác dụng một lực f lên pittong nhỏ có diện tích s, lực này gây áp suất lên chất lỏng. Áp suất này được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng tới pittong lớn có diện tích S và gây ra lực nâng F lên pittong này:

\(\begin{array}{l} F = p.S = \frac{{f.S}}{s}\\ \Rightarrow \frac{F}{f} = \frac{S}{s} \end{array} \)

Một tàu ngầm đang di chuyển dưới biển. Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu chỉ áp suất 2020000 N/m². Một lúc sau áp kế chỉ 860000 N/m². Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên biết trọng lượng riêng của nước biển bằng 10300 N/m².

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức: p = d.h

Ta có: h = pd

Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm trước khi nổi lên: h₁ = p₁d = 2020000/10300 ≈ 196 m

Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm sau khi nổi lên: h₂ = p₂d = 860000/10300 ≈ 83,5 m

Một thùng cao 1,2 m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước lên đáy thùng và lên một điểm cách đáy thùng 0,4 m.

Hướng dẫn giải

Áp suất tác dụng lên đáy thùng là:

p = d.h₁ = 10000.1,2 = 12000 N/m²

Áp suất tác dụng lên điểm cách đáy thùng 0,4 m là:

p = d.h₂ = 10000.(1,2 - 0,4) = 8000 N/m^2​

Câu 1: Một tàu ngầm đang đi chuyển dưới biển. Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu chỉ áp suất 2,02.10⁶ N/m².

a) Tàu đã nổi lên hay lặng xuống ? Vì sao khẳng định được như vậy?

b) Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên. Cho biết trọng lượng riêng của nước biển bằng 10300 N/m².

Câu 2: Một bình thông nhau chứa nước biển. Người ta đổ thêm xăng vào một nhánh. Hai mặt thoáng ở hai nhánh chênh lệch nhau 18 mm. Tính độ cao của cột xăng. Cho biết trọng lượng riêng của nước biển là 10300 N/m³ và của xăng là 7000 N/cm³.

Câu 3: Tại sao khi lặng ta luôn cảm thấy tức ngực và càng lặng sâu thì cảm giác tức ngực càng tăng?

Câu 4: Một chiếc tàu bị thủng một lỗ ở độ sâu 2,8 m. Người ta đặt một miếng vá áp vào lỗ thủng từ phía trong. Hỏi cần một lực tối thiểu bằng bao nhiêu để giữ miếng vá nếu lỗ thủng rộng 150 cm² và trọng lượng riêng của nước là 2 N/m³.

Câu 1: Một ống thủy tinh hình trụ đựng chất lỏng đang được đặt thẳng đứng. Nếu nghiêng ống đi sao cho chất lỏng không chảy ra khỏi ống, thì áp suất chất lỏng gây ra ở đáy bình:

A. tăng.                       B. giảm.                    C. không đổi.                D. bằng không.

Câu 2: Hai bình có tiết diện bằng nhau. Bình thứ nhất chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d₁, chiều cao h₁; bình thứ nhất chứa chất lỏng có trọng lượng riêng d₂ = 1,5d₁, chiều cao h₂ = 0,6h₁. Nếu gọi áp suất chất lỏng tác dụng lên đáy bình 1 là p₁, lên đáy bình hai là p₂ thì:

A. p₂ = 3p₁.                B. p₂ = 0.9p₁.             C. p₂ = 9p₁                     D. p₂ = 0,4p₁.

Câu 3: Điều nào sau đây đúng khi nói về áp suất chất lỏng?

A. Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương.

B. Áp suất tác dụng lên thành bình không phụ thuộc diện tích bị ép.

C. Áp suất gây ra do trọng lượng của chất lỏng tác dụng lên một điểm tỉ lệ nghịch với độ sâu.

D. Nếu cùng độ sâu thì áp suất như nhau trong mọi chất lỏng khác nhau.

Câu 4: Công thức tính áp suất chất lỏng là:

A. p = d/h       B. p = d.h       C. p = d.V       D. p = h/d

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Áp suất chất lỏng bình thông nhau cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được: 

• Biết được chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên thành bình, đáy bình và các vật ở trong lòng chất lỏng.
• Xây dưng được công thức tính áp suất chất lỏng qua công thức tính áp suất.
• Nêu được nguyên tắc bình thông nhau và dùng nó để giải thích một số hiện tượng thường gặp.