Vật Lý 10 Cánh diều Bài 4: Khối lượng riêng. Áp suất chất lỏng

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

\(\rho  = \frac{m}{V}\)

+ Trong đó: \(\rho \) đọc là (rô), m, V lần lượt là kí hiệu khối lượng riêng, khối lượng, thể tích.

- Khối lượng riêng là một thuộc tính của các chất, có thể đo được qua phép đo khối lượng và thể tích.

Bảng 4.1. Khối lượng riêng của một số chất

- Ví dụ: khi biết một khối lập phương có cạnh dài 10 cm bằng đá hoa cương có khối lượng 2,75 kg, người ta tính được khối lượng của các khối đá dùng để dựng lên các kim tự tháp hùng vĩ ở Ai Cập.

Cách xây dựng kim tự tháp của Ai Cập

- Áp suất đặc trưng cho tác dụng của áp lực lên mỗi đơn vị diện tích bị ép.

- Công thức tính áp suất: \(p = \frac{F}{S}\)

+ Trong đó: F là độ lớn áp lực, được đo bằng niutơn (N).

                    S là diện tích bị ép, được đo bằng mét vuông (m²)

                    p là áp suất, được đo bằng Pascan (Pa)

+ Ngoài ra, áp suất được đo bằng một số đơn vị khác như atmôtphe (atm), mmHg, … theo liên hệ: 1atm = 760 mmHg \(\approx \,{10^5}\,Pa\). 

- Diện tích bị ép càng lớn thì tác dụng của áp lực lên diện tích đó càng nhỏ, hay áp suất càng nhỏ.

Thí nghiệm minh họa tác dụng của áp lực

- Chất lỏng gây ra áp suất không chỉ lên đáy bình chứa mà còn lên thành bình và lên mọi điểm trong chất lỏng.

Áp lực do vật rắn và chất lỏng tác dụng lên bề mặt bị ép

- Công thức tính áp suất chất lỏng tại mỗi điểm ở độ sâu h trong lòng chất lỏng:

\(p = {p_0} + \rho gh\)

+ Trong đó: p₀ là áp suất khí quyển.

                    h: là độ sâu

Khối hình hộp chứa chất lỏng

- Chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong chất lỏng là: \(\Delta p = \rho g\Delta h\)

( không phụ thuộc vào áp suất p₀ tại mặt thoáng)

- Chênh lệch mực chất lỏng giữa hai nhánh của bình thông nhau chứa chất lỏng thường được ứng dụng để đo áp suất.

Đo áp suất ống chứa khí

Bài tập 1: Một chiếc tàu bị thủng một lỗ nhỏ ở đáy. Lỗ này nằm cách mặt nước 2,2 m. Người ta đặt một miếng vá áp vào lỗ thủng từ phía trong. Hỏi cần một lực tối thiểu bằng bao nhiêu để giữ miếng vá nếu lỗ thủng rộng 150 cm² và trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m²?

Hướng dẫn giải:

Áp suất do nước gây ra tạo chỗ thủng là:

p = d.h = 10000.2,2 = 22000 (N/m²)

Lực tối thiểu để giữ miếng vá là:

F = p.S = 22000.0,015 = 330 (N)

Bài tập 2: Muốn tăng áp suất ta cần làm gì?

Hướng dẫn giải:

Dựa vào công thức \(p = \frac{F}{S}\) ⇒ Muốn tăng áp suất, ta tăng lực ép hoặc giảm diện tích mặt bị ép S.

Bài tập 3: Một khối sắt đặc hình hộp chữ nhật, có kích thước các cạnh tương ứng là 50 cm x 30 cm x 15 cm. Hỏi người ta phải đặt khối sắt đó như thế nào để áp suất của nó gây lên mặt sàn là 39 000 N/m². Biết khối lượng riêng của sắt là 7800 kg/m³.

Hướng dẫn giải:

Thể tích của khối sắt là:

V = 50.35.15 = 22500 cm³ = 225.10^-4 m³

Trọng lượng của khối sắt là:

P = 10.D.V = 10.7800.225.10^-4 = 1755 N

Diện tích mặt bị ép là:

\(p = \frac{F}{S} \Rightarrow S = \frac{F}{p} = \frac{P}{p} = \frac{{1755}}{{39000}} = 0,045\,{m^2}\)

Khi đặt đứng khối sắt, với mặt đáy có các cạnh có kích thước là 30 cm x 15 cm thì diện tích mặt bị ép:

S_đ = 30.15 = 450 cm³ = 0,045 m²

Ta thấy S = S_đ

Vậy người ta phải đặt đứng khối sắt để áp suất của nó gây lên mặt sàn là 39000 N/m².

Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:

- Phát biểu định luật I Newton và minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể

- Từ kết quả đã có (lấy từ thí nghiệm hay sử dụng số liệu cho trước), hoặc lập luận dựa vào \(a = \frac{F}{m}\), nêu được khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

- Phát biểu định luật II Newton.

- Phát biểu được định luật III Newton, minh hoạ được bằng ví dụ cụ thể: vận dụng được định luật trong một số trường hợp đơn giản.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 2 Bài 4 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật Lý 10 Cánh diều Chủ đề 2 Bài 4 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu trang 61 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng 1 trang 61 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 1 trang 62 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 2 trang 62 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 3 trang 62 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Luyện tập trang 62 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Câu hỏi 4 trang 63 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

Vận dụng trang 64 SGK Vật Lý 10 Cánh diều - CD

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 HOC247 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!