Áp suất là gì? Công thức tính áp suất (chi tiết nhất)

Bài viết Áp suất là gì? Công thức tính áp suất với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Áp suất là gì? Công thức tính áp suất.

Áp suất là gì? Công thức tính áp suất (chi tiết nhất)

1. Áp suất là gì?

Áp suất là một đại lượng vật lý khá quen thuộc trong học tập cũng như cuộc sống thường ngày. Sau đây là định nghĩa về áp suất: Là độ lớn của của áp lực bị chèn ép trên một diện tích nhất định (áp lực là lực ép có phương vuông góc với bề mặt bị ép). Như vậy, hiểu một cách đơn giản thì áp suất được sinh ra khi có một lựa tác động theo chiều vuông góc lên bề mặt.

Áp suất là gì

2. Các đơn vị tính áp suất là gì?

Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều các đơn vị được dùng để tính áp suất do đó, mà mẫu máy rất đa dạng cho người dùng lựa chọn. Sau đây là một số đơn vị được dùng để tính áp suất như sau:

2.1 Đơn vị Pa để tính áp suất

Pa là ký hiệu của Pascal. Đây là đơn vị đo áp suất nằm trong hệ đo lường quốc tế, nó được đặt theo tên của nhà toán học và vật lý nổi tiếng Blaise Pascal người Pháp.

Pa là đơn vị được dùng để đo áp suất sử dụng phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt tại các nước châu Á, trong lĩnh vực xây dựng, sản xuất công nghiệp (thép, điện, nước thải, máy én khí, máy chân không)...

2.3 Đơn vị Kilopascal Kpa

Kilopascal Kpa là một đơn vị dùng để đo áp suất được tính dựa trên sự quy đổi từ Pa: 1KPa = 1000 Pa.

Chính vì vậy mà Kpa cũng được là đơn vị được sử dụng phổ biến tương tự như Pa, sử dụng chúng để giúp hạn chế tình trạng ghi chép các số liệu mất nhiều thời gian và phức tạp khi áp suất Pa có nhiều chữ số 0.

Kpa là đơn vị hiển thị của nhiều loại đồng hồ đo áp suất của các loại máy móc, hay đo áp suất chất khí, chất lỏng như máy bơm, máy hút chân không...

2.4 Bar - Đơn vị tính áp suất phổ biến

Mặc dù Bar không được liệt kê vào danh sách đơn vị đo lường quốc tế (SI), thế nhưng nó lại được sử dụng phổ biến tại các nước châu Âu như Đức, Pháp. Anh.

Nó còn được biến đổi thành các đơn vị nhỏ hơn hoặc lớn hơn là mbar, Kbar... để dùng xác định áp suất chân không, khí nén. Cách quy đổi như sau: 1 Bar = 100.000 Pa.

2.5 Đơn vị tính áp suất Mpa

Mpa hay còn gọi là Mage Pascal cũng là đơn vị đo áp suất nằm trong hệ thống đo lường quốc tế (SI). Sử dụng vô cùng phổ biến trong các ngành công nghiệp sản xuất: dùng trong đồng hồ đo của máy nén khí, áp suất thủy lực, áp suất lò hơi...

Các quy đổi: 1 Mpa = 1 000 Kpa = 1 000 000 Pa.

Kết luận:

Tại các nước Châu Á: Ứu tiên sử dụng các đơn vị đo áp suất là MPa, KPa, Pa.

Tại các nước Châu Mỹ: Thường sử dụng Psi, Kpsi.

Với các nước châu Âu, các nhà máy sản xuất thiết bị đo: Thường sử dụng đơn vị đo là Bar, Kg/cm2.

Các đơn vị tính áp suất

3. Công thức tính áp suất là gì?

Sau đây là công thức tính áp suất:

$P=\frac{F}{S}$

Trong đó:

P: áp suất (đơn vị: N/m², Pa, Bar, PSI, mmHg…)

F: áp lực tác dụng lên mặt bị ép, có đơn vị là N

S: diện tích bị ép, đơn vị của S là m²

(Pa là đơn vị đo của áp suất, đơn vị Pascal).

Một số quy đổi các đơn vị đo áp suất bạn có thể tham khảo:

● 1Pa = 1 (N/m²) = 10 –5 Bar

● 1 mmHg = 133,322 (N/m²)

● 1Pa = 1 (N/m²) = 760 mmHg

● 4. Tham khảo cách để tăng và giảm áp suất

4. Những cách giúp tăng và giảm áp suất

4.1 Cách giúp tăng áp suất

Để giúp làm tăng áp suất, ta có thể dùng một trong các cách dưới đây:

● Tăng áp lực tác động nhưng vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.

● Tăng lực tác động theo hướng vuông góc và giảm diện tích bề mặt bị ép.

● Tăng diện tích bề mặt bị ép và giữ nguyên áp lực.

Cách giúp tăng áp suất

4.2 Những cách để giảm áp suất

Để giúp làm giảm áp suất, ta có thể tiến hành theo một số cách như sau:

● Giảm áp lực tác động, đồng thời giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.

● Giảm áp lực và giảm diện tích bề mặt bị ép.

● Giảm diện tích bề mặt bị ép và giữ nguyên áp lực.

5. Ý nghĩa của áp suất trong thực tiễn

Áp suất có vai trò và ứng dụng vô cùng phổ biến hiện nay, trong đa dạng các ngành nghề và lĩnh vực: Ứng dụng trong các trường học, bệnh viện, máy bay, máy nén khí cao áp, máy bơm rửa xe...

● Áp suất trong các bình nén khí: Có vai trò giúp nén lượng khí lại để phục vụ cho quá trình vận hành của các thiết bị trong nhiều lĩnh vực khác nhau: Sửa chữa xe, máy bơm rửa xe, máy nén khí chế biến thực phẩm, y tế...

● Ý nghĩa trong lĩnh vực sinh học: Nhờ có áp suất mà rễ cây có thể vận chuyển được nước lên tận trên ngọn cây.

● Để đo được tốc độ bay cũng như tốc độ của dòng chảy: Thì thực tế cũng không thể thiếu được áp suất.

Ý nghĩa của áp suất trong thực tiễn

6. Bài tập vận dụng

Câu 1: Khi đoàn tàu đang chuyển động trên đường ray nằm ngang thì áp lực có độ lớn bằng lực nào ?

A. Lực kéo do đầu tàu tác dụng lên toa tàu

B. Trọng lực của tàu

C. Lực ma sát giữa tàu và đường ray

D. Tổng của trọng lực và lực ma sát

Lời giải:

Đáp án B

Áp lực mà đoàn tàu tác dụng lên đường ray bằng đúng trọng lượng của đoàn tàu.

Câu 2: Khi nhúng một khối lập phương vào nước, mặt nào của khối lập phương chịu áp lực lớn nhất của nước?

A. Áp lực như nhau ở cả 6 mặt

B. Mặt trên

C. Mặt dưới

D. Các mặt bên

Lời giải:

Đáp án C

- Mặt dưới của khối lập phương ở sâu trong nước nhất, nên áp suất của nước tác dụng lên nó cũng lớn nhất (lớn hơn các mặt còn lại).

F = p.S. Vì các mặt có cùng diện tích nên áp lực tác dụng lên mặt dưới là lớn nhất

Câu 3: Các viên gạch giống hệt nhau được xếp trên nền nhà như trong hình vẽ. Trường hợp nào áp suất do các viên gạch tác dụng lên nền nhà là lớn nhất?

A. 3

B. 2

C. 1

D. 4

Lời giải:

Đáp án A

- Trọng lượng của các viên gạch bằng nhau nên áp lực do gạch tác dụng lên mặt đất trong 4 trường hợp này đều như nhau.

- Vậy áp suất lớn nhất khi diện tích tiếp xúc nhỏ nhất. Trong trường hợp 3 diện tích tiếp xúc nhỏ nhất nên áp suất tác dụng lên mặt đất là lớn nhất

Câu 4: Khi nằm trên đệm mút ta thấy êm hơn khi nằm trên phản gỗ. Tại sao vậy?

A. Vì đệm mút mềm hơn phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm.

B. Vì đệm mút dầy hơn phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm.

C. Vì lực tác dụng của phản gỗ vào thân người lớn hơn.

D. Vì đệm mút dễ biến dạng để tăng diện tích tiếp xúc vì vậy giảm áp suất tác dụng lên thân người.

Lời giải:

Đáp án D

- Trọng lượng của người là không đổi nên áp lực do người tác dụng vào đệm, phản gỗ là như nhau. Do đó độ lớn phản lực (áp lực) mà phản gỗ, đệm tác dụng vào người cũng bằng nhau.

- Tuy nhiên khi nằm đệm thì do đệm có thể biến dạng (ôm theo thân người) nên diện tích tiếp xúc với thân người tăng (lớn hơn khi người nằm trên phản gỗ) do đó áp suất tác dụng lên thân người giảm và ta cảm thấy êm hơn.

Câu 5: Một viên gạch dạng hình hộp chữ nhật có kích thước các chiều dài, rộng, cao lần lượt là 20cm; 10cm; 5cm. Biết viên gạch nặng 1,2kg. Đặt viên trên mặt bàn nằm ngang thì áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:

A. 12 N/m²

B. 240 N/m²

C. 600 N/m²

D. 840 N/m²

Lời giải:

Đáp án C

- Trọng lượng của viên gạch là:

1,2.10 = 12 (N)

- Áp suất của viên gạch tác dụng lên mặt bàn nhỏ nhất khi diện tíc tiếp xúc lớn nhất.

- Diện tích tiếp xúc lớn nhất là: 20.10 = 200 (cm²) = 0,02 (m²)

- Áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:

$p=\frac{F}{S}=\frac{12}{0,02}=600(N/m^2)$

Câu 6: Khi đóng đinh vào tường ta thường đóng mũi đinh vào tường mà không đóng mũ (tai) đinh vào. Tại sao vậy?

Lời giải:

- Vì mũi đinh nhọn nên diện tích tiếp xúc của mũi đinh nhỏ hơn rất nhiều so với mũ đinh.

- Do đó khi ta đóng đinh ta thường đóng mũi đinh vào tường thì áp suất từ đinh tác dụng vào tường sẽ lớn hơn.

Câu 7: Người ta tác dụng một áp lực có độ lớn 600N vào một thiết bị đo áp suất thì đo được áp suất là 3000N/m². Diện tích bị ép có độ lớn là bao nhiêu?

Lời giải:

- Áp suất lên diện tích bị ép có độ lớn là :

$p=\frac{F}{S}=\frac{600}{3000}=0,2\left(m^2\right)$

Câu 8: Một người tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,9.10⁴ N/m2. Diện tích của hai bàn chân tiếp xúc với mặt sàn là 0,03m². Hỏi trọng lượng và khối lượng của người đó?

Lời giải:

- Trọng lượng của người đó là :

P = p.S = 17000.0,03 = 570 (N)

- Khối lượng của người đó là : $m=\frac{P}{10}=57\left(kg\right)$

Câu 9: Đặt một bao gạo 60kg lên một cái ghế 4 chân có khói lượng 4kg. điện tích tiếp xúc với mặt đất của mỗi chân ghế là 8cm². Tính áp suất các chân ghế tác dụng lên mặt đất.

Lời giải:

- Đổi 8 cm² = 0,0008 (m²)

- Khối lượng của bao gạo và ghế là: 60 + 4 = 64 (kg)

- Trọng lượng của bao gạo và ghế là: 64.10 = 640 (N)

- Áp suất của các chân ghế tác dụng lên mặt đất là :

$p=\frac{F}{S}=\frac{640}{4.0,008}=200000(N/m^2)$

Câu 10: Một xe tăng có trọng lượng 340000N. Tính áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang, biết rằng diện tích tiếp xúc của các bản xích với đất là 1,5m². Hãy so sánh áp suất đó với áp suất của một ô tô nặng 20 000N có diện tích các bánh xe tiếp xúc với mặt đất nằm ngang là 250cm². Dựa vào kết quả tính toán ở trên, hãy trả lời câu hỏi: vì sao xe tăng có thể chạy trên đất mềm mà ô tô thì lại không?

Lời giải:

- Áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang là:

$p_1=\frac{F}{S}=\frac{340000}{1,5}=226666,6(N/m^2)$

- Áp suất của ô tô lên mặt đường nằm ngang là:

$p_2=\frac{F}{S}=\frac{200000}{250}=80(N/c{m}^2)$

= 800000 (N/m²)

- Xe tăng nặng hơn ô tô nhưng do xe tăng dùng xích có bản rộng nên áp suất gây ra bởi xe tăng nhỏ. Còn ô tô dùng bánh nên áp suất gây ta bởi trọng lượng của ô tô còn lớn hơn.

- Áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang còn nhỏ hơn nhiều lần áp suất của ô tô. Do đó xe tăng chạy được dưới đất mềm.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí sách mới hay, chi tiết khác:

• Quỹ đạo chuyển động là gì? Công thức tính quỹ đạo chuyển động

• Số bội giác là gì? Công thức tính số bội giác

• Tia tử ngoại là gì? Công thức tính tia tử ngoại

• Nam châm là gì? Công thức tính nam châm

• Vật sáng là gì? Công thức tính vật sáng

• Sai số là gì? Công thức tính sai số

---