Bài 8: Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau - Vật lý 8

5 trắc nghiệm 10 bài tập SGK 6 hỏi đáp

Tại sao khi lặn càng xuống sâu thì người thợ lặn càng phải mặc một chiếc áo lặn chịu được áp suất lớn? Liệu đó có phải do trong lòng chất lỏng cũng tồn tại áp suất hay không ?

Để giải thích hiện tượng trên, mời các em cùng nhau nghiên cứu nội dung Bài 8: Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau để tìm ra câu trả lời thích hợp.

Chúc các em học tốt !

Tóm tắt lý thuyết

1. Sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng

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

  • Khác với chất rắn chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương.

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

2. Công thức tính áp suất chất lỏng:

\[p = \frac{F}{S} = \frac{P}{S} = \frac{{d.V}}{S} = \frac{{d.S.h}}{S} = d.h\]

 Vậy:                \(p = {\rm{ }}d.h\)

  • Trong đó:

    • d: Trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)

    • h: Chiều cao của cột chất lỏng (m)

    • p: Áp suất ở đáy cột chất lỏng (Pa)        

  • Chú ý:

    • Công thức này áp dụng cho một điểm bất kỳ trong lòng chất lỏng,

    • Chiều cao của cột chất lỏng cũng là độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng              

  • Suy ra

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

    • Nên áp suất chất lỏng được ứng dụng nhiều trong khoa học đời sỗng

3. Bình thông nhau

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

a. Cấu tạo của bình thông nhau

  • Bình thông nhau là 1 bình có hai nhánh thông với nhau.

b. Nguyên tắc hoạt động của bình thông nhau

  • Trong bình thông nhau chứa cùng 1 chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng một độ cao.

4. Máy nén thủy lực

a. Cấu tạo

  • Gồm hai xilanh: một nhỏ, một to

  • Trong hai xilanh co chứa đầy chất lỏng thường là dầu

  • Hai xilanh được đẩy kín bằng hai pít-tông

b. Nguyên tắc hoạt dộng

  • Khi có tác dụng một lực f lên pít-tông nhỏ có diện tích s. Lực này gây áp suất  \(p=\frac{F}{S}\) lên chất lỏng.

  • Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn tới pit-tông lớn có diện tích S và gây nên lực nâng F lên pít-tông này:

\(F=P.S=\frac{f.S}{s} suy ra \frac{F}{f}=\frac{S}{s}\)

  • Như vậy: diện tích S lớn hơn diện tích s bao nhiêu lần thì lực f lớn hơn lực f bấy nhiêu lần

c. Ứng dụng

  • Nhờ có máy nén thủy lực mà ta có thể dùng tay nâng cả một chiếc oto

  • Người ta còn sử dụng máy thủy lực để nén các vật

Bài tập minh họa

Bài 1:

Một tàu ngầm đang di chuyển dưới biển. Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu chỉ áp suất 2.020.000 \(N/{m^2}\) . Một lúc sau áp kế chỉ 860.000 \(N/{m^2}\). Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên biết trọng lượng riêng của nước biển bằng 10.300 \(N/{m^2}\).

Hướng dẫn giải

  • Áp dụng công thức: \(p = d.h\)

  • Ta có: \(h = \frac{p}{d}\)

  • Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm trước khi nổi lên: \({h_1} = {\rm{ }}\frac{{{p_1}}}{d} = {\rm{ }}2.020.000/10.300 \approx {\rm{ }}196m\)

  • Độ sâu của tàu ngầm ở thời điểm sau khi nổi lên: \({h_2} = {\rm{ }}\frac{{{p_2}}}{d} = {\rm{ }}860.000/10.300 \approx 83,5m\)

Bài 2:

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.

Hướng dẫn giải

  • Ta có:

  • Áp suất tác dụng lên đáy thùng là:

p = d.\(h_1\) = 10000.1,2 = 12000 \(N/{m^2}\)

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

p = d.\(h_2\) = 10000.(1,2 - 0,4) = 8000 \(N/{m^2}\)​

Lời kết

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

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài Kiểm tra Trắc nghiệm Áp suất chất lỏng- bình thông nhau có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ hoàn toàn nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy đặt câu hỏi ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt! Đạt kết quả cao trong kỳ thi tới!

-- Mod Vật Lý 8 HỌC247