Cùng HOC247 ôn tập các kiến thức và rèn luyện kỹ năng giải bài tập để chuẩn bị cho kỳ thi sắp tới trong tài liệu Phương pháp giải Bài toán liên quan đến áp suất thủy tĩnh môn Vật Lý 10 năm 2021. Mời các em cùng tham khảo!
BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ÁP SUẤT THỦY TĨNH
1. PHƯƠNG PHÁP
Công thức tính áp suất thủy tĩnh tại một điểm trong chất lỏng cách mặt thoáng chất lỏng h:
p = pa + ρgh
Trong đó:
– p là áp suất thủy tĩnh hay áp suất tĩnh của chất lỏng. (Pa)
– h là độ sâu so với mặt thoáng (m)
– pa là áp suất khí quyển (Pa)
– ρ là khối lượng riêng của chất lỏng \(kg/m^{3}\)
=> Áp suất p có phụ thuộc vào ρ là khối lượng riêng của chất lỏng.
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Bài 1: Cửa ngoài một nhà rộng 3,4m cao 2,1m. Một trận bão đi qua, áp suất bên ngoài giảm đi còn 0,96 atm. Trong nhà áp suất vẫn giữ 1,0 atm. Hỏi lực toàn phần ép vào cửa là bao nhiêu?
Lời giải:
Độ chênh áp suất tác dụng lên diện tích cửa là:
Δp = pt – pn
Δp =1 – 0,96 = 0,04 atm = 0,04.1,013.105 = 4052 Pa
Áp suất của khí quyển bên trong và ngoài phòng tác dụng lên cửa MN hai lực song song ngược chiều.
Vì Ft > Fn nên hợp lực có chiều hướng ra ngoài và có độ lớn:
Fhl = Ft – Fn = pt.S – pn.S = (pt – pn).S = Δp.S = 4052.3,4.2,1 = 28931 N
Bài 2: Ba bình hình dạng khác nhau nhưng có diện tích đáy bằng nhau (hình sau). Đổ nước vào các bình sao cho mực nước cao bằng nhau. Hỏi:
a) Áp suất và lực ép của nước lên đáy các bình có bằng nhau không?
b) Trọng lượng của nước trong ba bình có bằng nhau không?tại sao?
Lời giải:
a) Bằng nhau, vì chiều cao bằng nhau và diện tích đáy bằng nhau.
b) Không bằng nhau, vì thể tích của ba khối nước không bằng nhau
Bài 3: Áp suất khí quyển là 105 N/m2. Diện tích ngực của người trung bình là 1300 cm2. Như vậy lực nén của không khí lên ngực cỡ 13000 N, một lực khổng lồ. Tại sao cơ thể người lại chịu được lực ép đến như vậy?
Lời giải:
Bên trong cơ thể người, áp suất bằng áp suất khí quyển nên áp lực lên cơ thể người từ phía trong và phía ngoài là cân bằng nhau nên coi như triệt tiêu.
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Một phiến đá mỏng nằm ngang dưới đáy một hồ sâu 20 m, diện tích mặt ngang là 2 m2. Cho khối lượng riêng của nước là 103 kg/m3 và áp suất khí quyển là pa = 105 N/m2. Lấy g = 10 m/s2. Áp lực lên diện tích ngang của phiến đá là
A. 6.104 N.
B. 8.105 N.
C. 8.104 N.
D. 6.105 N.
Câu 2. Một hồ nước có độ sâu h tính theo m, nhiệt độ nước như nhau ở mọi nơi. Một bọt khí ở đáy hồ nổi lên mặt hồ thì thể tích của nó tăng lên bao nhiêu lần? Biết p0 là áp suất khí quyển tính theo Pa, $\rho $ là khối lượng riêng của nước tính theo kg/m3
A. \(\frac{{{p}_{0}}}{\rho gh}\)lần.
B. \(\left( {{p}_{0}}\text{+}\rho \text{gh} \right)\)lần.
C. \(\left( 1+\frac{\rho \text{gh}}{{{p}_{0}}} \right)\)lần.
D. \(\left( 1-\frac{\rho \text{gh}}{{{p}_{0}}} \right)\)lần.
Câu 3. Ở mặt hồ, áp suất khí quyển p0 = 105Pa. Một bọt khí ở đáy hồ sâu 5m nổi lên mặt nước thì thể tích của bọt khí tăng lên bao nhiêu lần, giả sử nhiệt độ ở đáy hồ và mặt hồ là như nhau, khối lượng riêng của nước là 103kg/m3, g = 9,8m/s2
A. 2,98 lần.
B. 1,49 lần.
C. 1,8 lần.
D. 2 lần.
Câu 4. Nhà bác học Pa-xcan đã làm một khí áp kế kiểu Tô-ri-xen-li dùng rượu vang làm chất lỏng thay cho thủy ngân. Biết áp suất khí quyển ở điều kiện tiêu chuẩn là 1,013.105 Pa và khối lượng riêng của rượu vang là \({{0,984.10}^{3}}\left( \text{kg/}{{\text{m}}^{3}} \right)\). Khi đó, chiều cao cột rượu vang là
A. 12,5m.
B. 13,6m.
C. 11,5m.
D. 10,5m
---(Hết)---
Trên đây là toàn bộ nội dung Phương pháp giải Bài toán liên quan đến áp suất thủy tĩnh môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tốt!
