Giải bài tập SGK Vật lý 8 Bài 8: Áp suất chất lỏng- Bình thông nhau

Một bình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình được bịt bằng một màng cao su mỏng (H.8.3a). Hãy quan sát hiện tượng xảy ra khi ta đổ nước vào bình và cho biết các màng cao su bị biến dạng (H.8.3b) chứng tỏ điều gì?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần quan sát hình ảnh và nắm rõ lý thuyết vật lý về áp suất.

Hướng dẫn giải

Các màng cao su bị căng phồng ra chứng tỏ chất lỏng gây áp suất lên đáy bình và thành bình.

Sử dụng thí nghiệm trong hình vẽ (câu C1) và cho biết có phải chất lỏng chỉ tác dụng áp suất lên bình theo một phương như chất rắn không?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần quan sát hình 8.3 ở trên.

Hướng dẫn giải

Chất lỏng gây áp suất lên bình theo mọi phương chứ không theo một phương như chất rắn.

Lấy một bình trụ thủy tinh có đĩa D tách rời dùng làm đáy. Muốn D đậy kín đáy ống ra phải dùng tay kéo dây buộc đĩa D lên (H.8.4a). Khi nhất bình vào sâu trong nước rồi buông tay kéo sợi dây ra, đĩa D vẫn không rời khỏi đáy kể cả khi quay bình theo các phương khác nhau (H.8.4b). Thí nghiệm này chứng tỏ điều gì?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần quan sát thí nghiệm.

Hướng dẫn giải

Thí nghiệm này chứng tỏ chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên các vật ở trong lòng nó.

Dựa vào các thí nghiệm trên, chọn từ thích hợp cho các chỗ trống trong kết luận sau đây:

Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên ……… bình, mà lên cả …… bình và các vật ở …… chất lỏng.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần: Vận dụng lý thuyết về áp suất chất lỏng: Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó.

Hướng dẫn giải

Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình, mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng.

Tìm từ thích hợp cho chỗ trống trong kết luận dưới đây:

Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở………độ cao.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng: p = d.h

Hướng dẫn giải

Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng độ cao.

Trả lời câu hỏi ở đầu bài: Tại sao khi lặn, người thợ lặn phải mặc bộ áo lặn chịu được áp suất lớn?

Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng độ cao.

Phương pháp giải

Để biết tại sao khi lặn, người thợ lặn phải mặc bộ áo lặn chịu được áp suất lớn ta cần nắm:

- Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó.

- Công thức tính áp suất chất lỏng: p = d.h

trong đó: h là độ sâu tính từ điểm tính áp suất tới mặt thoáng chất lỏng, d là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Hướng dẫn giải

Vì lặn dưới sâu dưới lòng biển, áp suất do nước biển gây nên lên đến hàng nghìn N/m², người thợ lặn nếu không mặc áo lặn thì sẽ không thể chịu được áp suất này.

Một thùng cao 1.2m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước lên đáy thùng và lên một điểm cách đáy thùng 0.4m.

Phương pháp giải

Để tính áp suất của nước lên đáy thùng và lên một điểm cách đáy thùng 0.4m ta cần nắm:

- Công thức tính áp suất chất lỏng: p=d.h$p=d.h$

Trong đó: h là độ sâu tính từ điểm tính áp suất tới mặt thoáng chất lỏng, d là trọng lượng riêng của chất lỏng.

Hướng dẫn giải

• Áp suất tác dụng lên đáy thùng là:

p = d.\(h_1\) = 10000.1,2 = 12000 N/m².

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

p = d.\(h_2\) = 10000.(1,2 - 0,4) = 8000 N/m².

Trong hai ấm ở hình 8.8 ấm nào đựng được nhiều nước hơn?

Phương pháp giải

Để biết trong hai ấm ở hình 8.8 ấm nào đựng được nhiều nước hơn ta cần nắm: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao.

Hướng dẫn giải

Ta thấy vòi ấm và phần thân ấm chính là bình thông nhau, mực nước trong ấm và trong vòi luôn có cùng độ cao nên ấm có vòi cao hơn sẽ đựng được nhiều nước hơn.

Hình 8.9 là một bình kín có gắn thiết bị dùng để biết mực chất lỏng trong nó. Bình A được làm bằng vật liệu không trong suốt. Thiết bị B được làm bằng vật liệu trong suốt. Hãy giải thích hoạt động của thiết bị này.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao.

Hướng dẫn giải

Phần A và ống B là hai nhánh của bình thông nhau, mực chất lỏng của hai nhánh này luôn bằng nhau, quan sát mực chất lỏng ở nhánh B (nhờ ống trong suốt) ta biết mực chất lỏng của bình A.

Người ta dùng một lực 1000N để nâng một vật nặng 50000N bằng một máy thủy lực. Hỏi diện tích pit tông lớn và nhỏ của máy thủy lực này có đặc điểm gì?

Phương pháp giải

Để biết đặc điểm diện tích pit tông lớn và nhỏ của máy thủy lực ta cần: Vận dụng biểu thức trong máy nén thủy lực: F/f = S/s

Hướng dẫn giải

Để nâng được vật nặng F= 50000N bằng một lực f= 1000N thì diện tích S của pit-tông lớn và diện tích s của pit-tông nhỏ của máy thủy lực phải thỏa mãn điều kiện: \(\frac{F}{f}=\frac{S}{s} = \frac{50000}{1000} \Rightarrow S=50s\)

Vậy diện tích pit-tông lớn bằng 50 lần diện tích pit-tông nhỏ.