Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 5 Bài 41 Áp suất thủy tĩnh. Nguyên lí Pa-xcan

Chọn câu sai

A. Khi xuống càng sâu trong nước thì ta chịu một áp suất càng lớn.

B. Áp suất của chất lỏng không phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng.

C. Độ chênh áp suất tại hai vị trí khác nhau trong chất lỏng không phụ thuộc áp suất khí quyển ở mặt thoáng.

D. Độ tăng áp suất lên một bình kín được truyền đi nguyên vẹn khắp bình.

Hướng dẫn giải:

Công thức tính áp suất thủy tĩnh tại một điểm trong chất lỏng cách mặt thoáng chất lỏng h:

p = p_a + ρgh

Ta thấy áp suất p có phụ thuộc vào ρ là khối lượng riêng của chất lỏng → B không đúng.

Chọn đáp án B.

Hãy tính áp suất tuyệt đối p ở độ sâu 1000m dưới mực nước biển .Cho khối lượng riêng của nước biển là 1,0.10³ kg/m3 và p_a=1,01.10⁵ N/m2.

Hướng dẫn giải:

Áp suất tuyệt đối p ở độ sâu 1000m dưới nước biển là:

\(\begin{array}{l} p = {p_a} + \rho gh = 1,{01.10^5} + 1,{0.10^3}.9,8.1000\\ \Rightarrow p = 99,{01.10^5}(Pa) \end{array}\)

Một máy năng thủy lực của trạm sửa chữa ô tô dùng không khí nén lên một pít – tông có bán kính 5 cm . Áp suất được truyền sang một pít-tông khác có bán kính 15cm . Hỏi khí nén phải tạo ra một lực ít nhất bằng bao nhiêu để nâng một ô tô có trọng lượng 13 000 N? Áp suất khí nén khi đó bằng bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải:

Điều kiện nâng được ô tô lên là: \({F_2} \ge P\)

Mặt khác , theo nguyên lí Pa-xcan , ta lại có:

\(\begin{array}{l} p = \frac{{{F_1}}}{{{S_1}}} = \frac{{{F_2}}}{{{S_2}}}\\ {F_1} = \frac{{{S_1}}}{{{S_2}}}.{F_2} \ge \frac{{\pi .{R^2}_1}}{{\pi .{R^2}_2}}.P = {(\frac{{{R_1}}}{{{R_2}}})^2}.P = {(\frac{5}{{15}})^2}.13000\\ \Rightarrow {F_2} \ge 1445(N) \end{array}\)

Lực tối thiểu mà khí nén phải tạo được :

\({F_{2\min }} = 1445N\)

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?

Hướng dẫn giải:

Độ chênh áp suất tác dụng lên diện tích cửa là:

Δp = p_t - p_n

⇔ 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.

Do vậy hợp lực tác dụng lên cửa là: \(\overrightarrow {{F_{hl}}}  = \overrightarrow {{F_t}}  + \overrightarrow {{F_n}} \)

Vì \({F_t} > {\rm{ }}{F_n}\) nên \(\overrightarrow {{F_{hl}}} \) có chiều hướng ra ngoài và có độ lớn:

\(\begin{array}{l} {F_{hl}} = {F_t}-{\rm{ }}{F_n} = {p_t}.S - {p_n}.S\\ = ({p_t}-{\rm{ }}{p_n}).S = \Delta p.S{\rm{ }}\\ \Rightarrow {F_{hl}} = 4052.3,4.2,1 = 28931{\rm{ }}N \end{array}\)

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 5 Bài 41 Áp suất thủy tĩnh. Nguyên lí Pa-xcan được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!