Công thức tính áp suất của chất lưu và một số bài tập cơ bản

Trong thực tế và chương trình vật lý trung học chúng ta thường hay gặp các bài tính toán về áp suất. Bài viết sau giúp bạn ôn lại các kiến thức về công thức tính áp suất

I/ Công thức tính áp suất

1/ Công thức tính áp suất của chất lưu

P = F / S (đơn vị Pa)

Trong đó:

  • F: là áp lực tác dụng (đơn vị N)
  • S: diện tích bị ép (đơn vị m2)
  • p: áp suất

2/ Các công thức về áp suất

Công thức tính áp suất của cột chất lỏng:  p = pgh (trong đó p là khố lượng riêng)

Công thức tính áp suất tĩnh:  p = pgh + p0 (trong đó p0 là áp suất của khí quyển)

Công thức tính áp suất của cột chất lỏng:  p = ½ pv2

Nguyên lý paxcan:  F1 / S1 = F2 / S2

Định luật Bernoulli: ½ pv2 + pgh = const

Định luật Bôi - lơ – Ma - ri - ốt (Quá trình đẳng nhiệt): V1.p1 = v2.p2

Định luật Sác - lơ : p1/ T1 = P2 / T2

Phương trình trạng thái khí lí tưởng : p1.V1/ T1 = p2.V2/ T2

Trong đó:

  • p– Áp suất khí
  • V – Thể tích khí
  • T = toc + 273: nhiệt độ khí (hay còn gọi oK)

II/ Bài tập

Bài 1: Có 1 cái cốc hình trụ chứa 1 lượng nước và lượng thủy ngân có cùng khối lượng. Độ cao tổng cộng của cả 2 chất lỏng trong cốc là H = 124cm. Hãy tính áp suất của mỗi chất lỏng lên đáy cốc, cho biết khối lượng riêng của nước là: D1 = 1g/cm, còn của thủy ngân là D2 = 3,6 g/cm

Bài 2: 1 chiếc máy nâng thủy lực của 1 trạm sửa chữa ôtô đã dùng không khí nén lên 1 pittông có bán kính là 4cm. Áp suất này được truyền sang cho 1 pittông khác có bán kính là 16cm. Cho biết khi ta nén phải tạo ra 1 lực ít nhất là bao nhiêu để có thể nâng 1 ôtô có trọng lượng là 13000N. Tính áp suất khí nén khi đó?

Bài 3: Có 1 ống hình trụ tròn có chiều cao là 20 cm. Người ta đổ vào đó 1 lượng nước sao cho mực nước cách miệng ống là 12 cm. (Bỏ qua áp suất của khí quyển)

a/ Hãy tính áp suất của khối nước này lên đáy ống, cho biết trọng lượng riêng của nước 10 000 N/m3.

b/ Nếu ta đổ rượu vào ống này thì chiều cao của cột rượu là bao nhiêu sao cho áp suất của cột rượu bằng với áp suất của cột nước, cho biết trọng lượng riêng của rượu là 8000 N/m3.

Bài 4: Trong 1 cái cốc hình trụ có tiết diện là S người ta đổ vào cùng 1 lượng M thủy ngân và nước.  Hãy tính áp suất tác dụng lên trên đáy cốc.

Bài 5: Tác dụng 1 lực f = 500N lên 1 pitông nhỏ của 1 máy ép dùng nước. Ta có diện tích của pittông nhỏ này là 3cm và diện tích của pittông lớn là 150cm. Hãy tính áp suất tác dụng lên trên pittông nhỏ, lực tác dụng lên trên pittông lớn.

Bài 6: 1 chiếc cốc hình trụ và người ta đổ vào chiếc cốc cùng 1 lượng khối lượng là nước và thủy ngân. Độ cao của 2 chất lỏng trong cốc h = 20 cm. Hãy tính áp suất p của mỗi chất lỏng lên đáy cốc, cho biết khối lượng riêng của nước là 1 g/cm3 và của thủy ngân là 13,6 g/cm3.

Bài 7: 1 chiếc cốc hình trụ có chứa 1 lượng nước cùng lượng thủy ngân có cùng khối lượng, độ cao của 2 chất lỏng này trong cốc là H = 146 cm, Hãy tính áp suất p của mỗi chất lỏng lên đáy cốc, cho biết khối lượng riêng của nước D1 = 1 g/cm3, của thủy ngân D2 = 13,6 g/cm3.

Bài 8: Một chiếc tàu ngầm đang di chuyển dưới biển. Áp kế đặt ở bên ngoài vỏ tàu chỉ áp suất là 2,02.106 N/m2 nhưng 1 lúc sau áp kế chỉ 0,86.106 N/m2 .

a) Khi đó tàu đã nổi lên hay lặn xuống? Vì sao bạn khẳng định như vậy?

b) Hãy tính độ sâu của tàu ngầm ở 2 thời điểm trên. Biết trọng lượng riêng của nước biển là 10300N/m3.