Bài 8: Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau

• 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.

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

 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

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

2.3.1. Cấu tạo của bình thông nhau

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

2.3.2. 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.

2.4.1. 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

2.4.2. 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

2.4.3. 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 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 \(N/{m^2}\)​

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 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Điều nào là đúng khi nói về áp suất của chất lỏng?

  • A. Chất lỏng gây ra áp suất theo phương ngang.
  • B. Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong nó.
  • C. Chất lỏng gây ra áp suất theo phương thẳng đứng, hướng từ dưới lên trên.
  • D. Chất lỏng chỉ gây ra áp suất tại những điểm ở đáy bình chứa.

• Câu 2:

  Bốn bình trong hình A, B, C, D dưới đây cùng đựng nước. Áp suất của nước lên đáy bình nào là lớn nhất?

  

  • A.  Bình A
  • B. Bình B
  • C. Bình C                
  • D. Bình D                

• Câu 3:

  Bốn bình trong hình A, B, C, D dưới đây cùng đựng nước. Áp suất của nước lên đáy bình nào là nhỏ  nhất?

  

  • A. Bình A
  • B. Bình B
  • C. Bình C
  • D. Bình D

• Câu 4:

  Hai bình A và B thông nhau. Bình A đựng dầu, bình B đựng nước tới cùng một độ cao. Khi mở khóa K, nước và dầu có chảy từ bình nọ sang bình kia không? 

  

  • A. Không, vì độ cao của cột chất lỏng ớ hai bình bằng nhau.
  • B. Dầu chảy sang nước vì lượng dầu nhiều hơn.
  • C. Dầu chảy sang nước vì dầu nhẹ hơn. 
  • D. Nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn dầu.

• Câu 5:

  Một tàu ngầm đang di chuyển dưới biển. Áp kế đặt ở ngoài vỏ tàu chỉ áp suất 2.020.000N/m². Một lúc sau áp kế chỉ 860.000N/m². Tính độ sâu của tàu ngầm ở hai thời điểm trên biết trọng lượng riêng của nước biển bằng 10.300N/m².

  • A. 169m; 83,5m
  • B. 160m; 83,5m
  • C. 169m; 85m
  • D. 85m; 169m

Câu 6- Câu 15: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 8.6 trang 27 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.7 trang 27 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.8 trang 27 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.9 trang 27 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.10 trang 28 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.11 trang 28 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.12 trang 28 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.13 trang 28 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.14 trang 28 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.15 trang 28 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.16 trang 29 SBT Vật lý 8

Bài tập 8.17 trang 29 SBT Vật lý 8

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!