Lý thuyết Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng (Kết nối tri thức 2024) Vật lí 10

Lý thuyết Vật Lí lớp 10 Bài 34: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

A. Lý thuyết Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

I Khối lượng riêng

- Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó

$\text{ρ=}\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{V}}$

- Đơn vị của khối lượng riêng trong đơn vị SI là ${\text{kg/m}}^{\text{3}}\left(\mathrm{hay}{\text{ kg.m}}^{-3}\right)$

Khối lượng riêng của một số chất ở điều kiện bình thường về nhiệt độ và áp suất

II. Áp lực và áp suất

1. Áp lực

- Một cuốn sách nằm yên trên mặt bàn nằm ngang chịu tác dụng của hai lực cân bằng là lực hút của Trái Đất và lực đẩy của mặt bàn.

- Do mặt bàn tác dụng lên cuốn sách lực $\overrightarrow{\mathrm{F}}$ có phương thẳng đứng, chiều hướng lên trên và có độ lớn bằng trọng lượng P của cuốn sách nên theo định luật 3 Newton thì cuốn sách tác dụng lên mặt bàn lực $\overrightarrow{{\mathrm{F}}_{\mathrm{N}}}$ có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống dưới và có độ lớn bằng F. Lực $\overrightarrow{{\mathrm{F}}_{\mathrm{N}}}$ ép lên mặt bàn theo phương vuông góc với mặt bàn, gọi là áp lực.

- Áp lực phụ thuộc vào hai yếu tố: Độ lớn của lực tác dụng lên vật và diện tích bề mặt tiếp xúc lên vật.

2. Áp suất

- Do tác dụng của áp lực lên bề mặt bị ép càng mạnh khi cường độ của áp lực càng lớn và diện tích mặt bị ép càng nhỏ, nên để đặc trưng cho tác dụng của áp lực, người ta dùng khái niệm áp suất, có độ lớn bằng áp lực chia cho diện tích bị ép.

$\mathrm{p}=\frac{{\mathrm{F}}_{\mathrm{N}}}{\mathrm{S}}$

- Đơn vị của áp suất là $\mathrm{N}/{\mathrm{m}}^2$, có tên gọi là paxcan (Pa)

Ô tô dễ bị sa lầy hơn xe tăng khi đi trên bề mặt bùn đất

III. Áp suất của chất lỏng

1. Sự tồn tại áp suất của chất lỏng

Chất lỏng tác dụng áp suất lên đáy và cả thành bình chứa

Dòng nước chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng

2. Công thức tính áp suất của chất lỏng

- Trên mặt thoáng của chất lỏng, còn có áp suất của khí quyển ${\mathrm{p}}_{\mathrm{a}}$. Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn xuống đáy bình. Do đó, điểm bất kì trong lòng chất lỏng sẽ có áp suất p được xác định theo công thức

$\mathrm{p}={\mathrm{p}}_{\mathrm{a}}+\mathrm{\rho }.\mathrm{g}.\mathrm{h}$

- Với ${\mathrm{p}}_{\mathrm{a}}$ là áp suất của khí quyển; $\mathrm{\rho }$ là khối lượng riêng của chất lỏng; h là chiều cao của cột chất lỏng; g là gia tốc trọng trường

- Chất lỏng truyền áp suất theo mọi hướng nên áp suất mà ta tính được ở trên cũng là áp suất của chất lỏng tác dụng lên thành bình có khoảng cách tới mặt thoáng chất lỏng là h.

3. Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên

- Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên cho phép xác định độ chênh lệch về áp suất của chất lưu giữa 2 điểm.

- Xét 2 điểm M, N có độ sâu ${\mathrm{h}}_1$, ${\mathrm{h}}_2$ so với mặt thoáng của chất lưu đứng yên.

- Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên: $\mathrm{\Delta p}=\mathrm{\rho }.\mathrm{g}.\mathrm{\Delta h}$ 

B. Trắc nghiệm Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

Câu 1: Công thức tính áp suất của khối chất lỏng tác dụng lên đáy bình?

A. $p=\rho .g.h$ trong đó h là độ sâu của chất lỏng so với mặt thoáng.

B. $p=\rho .g.h$ trong đó h là khoảng cách từ điểm khảo sát đến đáy bình.

C. $p=m.g$.

D. $p=V.\rho .g$.

Câu 2: Biểu thức tính áp suất?

A. $p=\frac{F_N}{S}$.

B. $p=\frac{F_N}{S}$.

C. $p=s.F_N$.

D. P=m.g.

Câu 3: Đơn vị của áp suất?

A. Pa.

B. N/m2.

C. N.m2.

D. Cả A và B.

Câu 4: Một thùng hình trụ cao 1,5 m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước tác dụng lên đáy bình? Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3. Lấy g = 10 m/s2.

A. 150 Pa.

B. 1500 Pa.

C. 15000 Pa.

D. 150000 Pa.

Đáp án đúng là: C.

Áp suất của nước tác dụng lên đáy bình là:

$p=\rho .g.h=1000.10.1,5=15000$ Pa.

Câu 5: Một thùng hình trụ cao 1,7 m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước tác dụng lên điểm A cách đáy bình 80 cm? Biết khối lượng riêng của nước biển là 1030 kg/m3. Lấy g = 10 m/s2.

A. 1700 Pa.

B. 9270 Pa.

C. 92700 Pa.

D. 17000 Pa.