Công thức tính áp suất và bài tập có lời giải chi tiết từ A – Z

Áp suất là một trong những kiến ​​thức môn Vật lý lớp 8 cơ bản nhưng lại được vận dụng nhiều trong các đề thi hiện nay. Chính vì vậy, TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN sẽ chia sẻ định nghĩa Áp suất là gì?? Ký hiệu, đơn vị, dụng cụ đo lường và công thức áp suất Bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây

Áp suất là gì??

Trong vật lý, áp suất là độ lớn của áp suất trên một đơn vị diện tích tác dụng theo phương vuông góc với bề mặt của một vật.

Ví dụ: Người và tủ, bàn ghế, máy móc … luôn tác dụng lên mặt sàn những lực vuông góc với mặt sàn.

Đơn vị đo áp suất

Trong hệ SI, đơn vị của áp suất là Newton trên mét vuông (N / m²), nó được gọi là Pascal (Pa). Ngoài ra còn có một số đơn vị khác: khí quyển (1atm = 101325 Pa), Torr, mmHg (1torr = 1mmHg = 1 / 760atm = 133,3Pa), at (khí quyển kỹ thuật 1at = 0,98.10⁵ Bố)

Công thức áp suất

Áp suất được tính bằng áp lực tác dụng lên mặt bị ép có diện tích tiếp xúc với công thức

p = F / SẼ

Trong đó:

• F: là áp suất (N)
• S: là diện tích bị ép (m²)
• p: là áp suất (N / m²)

Tìm hiểu thêm:

Bài tập tính áp lực công việc có lời giải

Ví dụ 1: Một ống thủy tinh đặt thẳng đứng, một đầu đóng và một đầu hở. Nửa dưới của ống chứa một chất khí và nửa trên chứa đầy thủy ngân. Tại sao chỉ cần nâng nhiệt độ của khí trong ống đến một giá trị nào đó thì 1 giọt thuỷ ngân bị tràn và toàn bộ thuỷ ngân trong ống sẽ tràn ra ngoài?

Câu trả lời

Ban đầu thuỷ ngân ở trong ống, áp suất dưới cột thuỷ ngân bằng áp suất không khí trong ống.

Khi một giọt thủy ngân tràn ra, khối lượng của thủy ngân giảm làm áp suất bên dưới cột thủy ngân giảm nên áp suất này nhỏ hơn áp suất khí trong ống. Điều đó làm cho không khí đẩy hết thủy ngân trong ống ra ngoài.

Ví dụ 2: Trên bàn đặt một lọ hoa khối lượng 500g. Tính áp suất do bình tác dụng lên mặt bàn, cho rằng đáy bình là hình tròn có đường kính 5cm.

Câu trả lời

Đổi: 500 g = 0,5 kg; 5 cm = 0,05 m.

Áp suất do bình tác dụng lên bàn bằng trọng lượng của bình:

F = P = 10.m = 10.0,5 = 5 (N).

Diện tích của mặt được ấn bằng diện tích của đáy bình:

S = p.r2 = p.0,05² = 7,85.10-3 (m²)

Áp suất do bình tác dụng lên bàn là:

p = F / S = 5: 7,85.10^-3 = 637 (Pa)

Ví dụ 3: Đặt một bao gạo 60kg lên một cái ghế bốn chân có khối lượng 4kg. Diện tích tiếp xúc với mặt đất của mỗi chân ghế là 8cm.². Tính áp suất do chân ghế tác dụng lên mặt đất.

Câu trả lời

Khối lượng của bao gạo là: P1 = 10.m1 = 10.60 = 600 N

Trọng lượng của ghế là: P2 = 10.m2 = 10.4 = 40 N

Diện tích tiếp xúc của 4 chân ghế với mặt đất là:

S = 4,8 cm2 = 4,0,0008 m2 = 0,0032 m2.

Lực do chân ghế tác dụng lên mặt đất là:

Ví dụ 4: Một ô tô tải có trọng lượng 340000N

Một. Tính áp suất do xe tác dụng lên mặt đường nằm ngang, cho rằng diện tích tiếp xúc của xe với mặt đất là 1,5 m²

b. So sánh áp suất trên với áp suất của ô tô có trọng lượng 20000N có diện tích tiếp xúc của các bánh xe là 250cm²

Câu trả lời

Một. Áp suất của ô tô tải trên mặt đường là:

P_{đầu tiên} = F1_{đầu tiên}/S_{đầu tiên} = 34000 / 1,5 = 226666,6 (N m²)

b. Áp suất của ô tô trên mặt đường là:

P₂ = F₂/S₂ = 20000 / 0,025 = 800000 (N m²)

Vậy áp suất của ô tô trên đường lớn hơn áp suất của ô tô trên đường là

Ví dụ 5: Một chiếc dùi được dùng để đục một lỗ trên tấm tôn. Nếu diện tích của chiếc đấm là 0,4 mm2, áp lực búa tác dụng lên chiếc đấm là 60N thì áp lực do chiếc đấm tác dụng lên tấm tôn là bao nhiêu?

Ta có: S = 0,4 mm² = 0,4 / 1000000 m² = 0,4.10-6 m².

Vì áp lực do cú đấm lên tấm tôn là:

p = F / S = 60 / 0,4.10^-6 = 15,10⁷ (N m²)

Ví dụ 6: Một vật có khối lượng 0,84 kg, có dạng hình hộp chữ nhật, kích thước 5 cm x 6 cm x 7 cm. Lần lượt đặt ba mặt của vật trên mặt sàn nằm ngang. Tính áp suất và áp suất mà vật tác dụng lên sàn trong từng trường hợp và nhận xét kết quả tính được.

Câu trả lời:

Áp suất trong cả 3 trường hợp đều bằng trọng lượng của vật:

F_{đầu tiên} = F₂ = F₃ = P = 10.m = 0,84.10 = 8,4 N

Trường hợp 1: Mặt tiếp xúc với sàn là mặt có kích thước: 5cm x 6cm

Áp suất trong trường hợp này là:

P_{đầu tiên} = F_{đầu tiên}/S_{đầu tiên} = P / S_{đầu tiên} = 8,4 / 0,05. 0,06 = 2800 N / m²

Trường hợp 2: Mặt tiếp xúc với sàn là mặt có kích thước: 6cm x 7cm

Áp suất trong trường hợp này là:

P₂ = F₂/S₂ = P / S₂ = 8,4 / 0,06.0,07 = 2000 N / m²

Trường hợp 3: Mặt tiếp xúc với sàn là mặt có kích thước: 5cm x 7cm

Áp suất trong trường hợp này là:

P₃ = F₃/S₃ = P / S₃ = 8,4 / 0,05.0,07 = 2400 N / m²

Nhận xét: Áp suất do vật tác dụng lên sàn trong cả ba trường hợp là như nhau nhưng áp suất trong các trường hợp khác nhau.

Trên đây là toàn bộ lý thuyết về áp suất và các công thức tính áp suất giúp các bạn hệ thống hóa kiến ​​thức để vận dụng làm bài tập một cách nhanh chóng.