Phương pháp tính Áp lực, áp suất cực hay có lời giải

Bài viết Phương pháp tính Áp lực, áp suất với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp tính Áp lực, áp suất.

Phương pháp tính Áp lực, áp suất cực hay có lời giải

A. Phương pháp giải

Học sinh cần nắm kiến thức về áp lực, áp suất, công thức tính áp suất

1. Áp lực

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

2. Áp suất

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

- Công thức xác định áp suất:

    

- Trong đó p: là áp suất; F là áp lực tác dụng lên mặt bị ép có diện tích là S

- Đơn vị của áp suất là paxcan: 1Pa = 1N/m²

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Trong các cách tăng, giảm áp suất sau đây, cách nào là không đúng:

A. Muốn tăng áp suất thì giảm áp lực, tăng diện tích bị ép

B. Muốn tăng áp suất thì tăng áp lực, giảm diện tích bị ép

C. Muốn giảm áp suất thì phải giảm áp lực lực, giữ nguyên diện tích bị ép

D. Muốn giảm áp suất thì phải giữ nguyên áp lực, tăng diện tích bị ép

Lời giải:

Đáp án A

- Áp suất được xác định bởi công thức:

    

- Vì vậy nếu giảm áp lực, tăng diện tích bị ép thì áp suất sẽ giảm

Ví dụ 2: Trường hợp nào sau đây áp lực của người lên mặt sàn là lớn nhất?

A. Người đứng cả hai chân.

B. Người đứng bằng một chân.

C. Người đứng bằng cả hai chân nhưng tay cầm quả tạ

D. Người đứng cả hai chân nhưng cúi gập xuống

Lời giải:

Đáp án C

- Khi người đó cầm quả tạ thì áp lực do người đó tác dụng lên sàn sẽ bằng tổng trọng lượng của người đó và quả tạ.

- Vì vậy trong trường hợp này áp lực tác dụng lên sàn là lớn nhất.

Ví dụ 3: Hai người có khối lượng lần lượt là m₁ và m₂. Người thứ nhất đứng trên tấm ván diện tích S₁, người thứ hai đứng trên tâm ván diện tích S₂. Nếu m₂ = 1,2m₁ và S₁ = 1,2 S₂ thì khi so sánh áp suất hai người đứng trên mặt đất ta có:

A. p₁ = p₂

B. p₁ = 1,2p₂

C. p₂ = 1,2p₁

D. p₂ = 1,44p₁

Lời giải:

Đáp án D

   m₂ = 1,2m₁ => P₂ = 1,2P₁.

- Vậy áp lực F₂ = 1,2F₁

- Áp dụng công thức:

   

- Suy ra:        

C. 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. 12N/m²      B. 240N/m²

C. 600N/m²      D. 840N/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)

   20.10 = 200 (cm²) = 0,02 (m²)

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

   

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 :

   

Đáp số: 0,2m²

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 = P/10 = 57 (kg)

Đáp số: 570N; 57kg

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 8cm² = 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 :

   

Đáp số: 200000N/m²

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:

   

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

   

   = 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 lớp 8 cực hay, có lời giải chi tiết khác:

• Dạng 13: Cách giải bài tập về Áp suất khí quyển (cực hay)
• Dạng 14: Cách giải bài tập về Áp suất chất lỏng (cực hay)
• Dạng 15: Cách giải bài tập về Bình thông nhau (cực hay)
• Dạng 16: Cách giải bài tập về Máy nén thủy lực (cực hay)
• Dạng 17: Phương pháp tính công cơ học, tính hiệu suất cực hay, có lời giải

Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 8 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 8
• Giải sách bài tập Vật lí 8
• Giải VBT Vật Lí 8
• Top 36 Đề thi Vật Lí 8 có đáp án

---