SGK Vật Lí 8 - Bài 8. Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau
Bài 8 ÁP SUẤT CHẤT LÓNG - BĨNH THÔNG NHAU Tại sao khi lặn sâu, người thợ lặn phải mặc bộ áo lặn chịu đưọc áp suất lớn (H.8.1) ? I - Sự TỔN TẠI CỨA ÁP SUẤT TRONG LÒNG CHẤT LỎNG Ta đã biết, khi đặt vật rán lên mặt bàn (H.8.2), vật rán sẽ tác dụng lên mặt bàn một áp suất theo phương của trọng lực. Còn khỉ đổ một chất lỏng vào trong bình thì chất lòng có gây áp suất lên bình không, nếu có thì áp suất này có giống áp suất cúa chất rán không ? ■ 1. Thí nghiệm 1 Hình 8.1 Một bình hình trụ có đáy c và các lỗ A, B ở thành bình được bịt bàng một màng cao su mỏng (H.8.3a). Hãy quan sát hiện tượng xảy ra khi ta đổ nước vào bình. Có phái chất lỏng chi tác dụng áp suất lên bình theo một phương như chất rán không ? Hình 8.2 a) Hình 8.3 b) • E Các màng cao su bị biến dạng (H.8.3b) chứng tó điểu gì ? ■ 2. Thí nghiệm 2 Lấy một bình trụ thuỷ tinh có đĩa D tách rời dùng làm đáy. Muốn D đậy kín đáy ống ta phái dùng tay kéo dây buộc đỉa D lên (H.8.4a). • E£ Khỉ nhân bình vào sâu trong nuóc rồi buông tay kéo sợi dây ra, đĩa D vản không ròi khói đáy ké cả khi quay bình theo các phuong khác nhau (H.8.4b). Thí nghiệm này chứng tó điều gì ? Hình 8.5 3. Kết luận QS Dựa vào các thí nghiệm trên, hãy chọn tù thích họp cho các chỗ ttống trong kết luận sau đây : Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên ....(1).... bình, mà lên cả ....(2).... bình và cácvậtở ....(3).... chất lỏng. II - CÔNG THỨC TÍNH ÁP SUẤT CHẤT LÓNG Giả sú có một khối chẫt lòng hình trụ, diện tích đáy là s, chiểu cao là h (H.8.5). Hãy dựa vào công thúc tính áp suãt em đa học ớ bài truớc đế chúng minh công thức p = d.h , trong đó : p là áp suất ỏ đáy cột chất lỏng, d là trọng luọng riêng của chất lòng, h là chiều cao cùa cột chất lỏng. p tính bàng Pa, d tính bàng N/m3, h tính bàng m. Công thức này cũng áp dụng cho một điểm bất kì trong lòng chất lỏng, chiều cao của cột chất lóng cũng là độ sâu của điềm đó so vói mặt thoáng. LU< Suy ra : Trong một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điếm trên cùng một mặt phầng nàm ngang (có cùng độ sâu h) có độ lớn nhu nhau. Đây là một đặc điếm quan trọng cúa áp suất chất lóng đuợc úng dụng nhiéu trong khoa học và đòi sống. - BĨNH THÔNG NHAU Đổ nuớc vào một bình có hai nhánh thông nhau (bình thông nhau). Hãy dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng và đặc điếm của áp suất chất lỏng nêu ở trên để so sánh áp suất pA, pB và dự đoán xem khi nuớc trong bình đã đúng yên thì các mực nuớc sẽ ở trạng thái nào trong ba trạng thái vẽ ở hình 8.6a, b, c. Làm thí nghiệm kiềm tra, rỗi tìm từ thích, hợp cho chỗ trống trong kệt luận duới đây : Kết luận : Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mục chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở độ cao. MAY Máy thủy lực có cấu tạo gồm hai xilanh, một nhỏ, một to, được nối thông với nhau. Trong hai xilanh có chứa đầy chất lỏng, thường là dẩu. Hai xilanh được đậy kín bằng hai pit-tông (H.8.7). Khi tác dụng một lực f lên pit-tông nhỏ có diện tích s, lực này gây áp suất p = f/s lên chất lỏng. Ap suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn tới pit-tông lớn có diện tích s và gây nên lực nâng F lên pit-tông này : F = p.s = ự. Suy ra 4 =4- s f s Như vậy, diện tích s lớn hơn diện tích s bao nhiêu lần thì lực F sẽ lớn hơn lực f bấy nhiêu lần. Nhờ đó mà ta có thể dùng tay nâng cả một chiếc ôtô. Người ta còn sử dụng máy thủy lực để nén các vật. ▼ V - VẬN DỤNG Hãy trá lời câu hói ở đầu bài. Một thùng cao l,2m đựng đầy nuớc. Tính áp suất của nuớc lên đáy thùng và lên một điếm ở cách đáy thùng 0,4m. Trong hai ãm vẽ ở hình 8.8, ẩm nào đựng đuọc nhiều nuớc hơn ? Hình 8.9 vẽ một bình kín có gán thiết bị dùng để biết mực chất lỏng chứa trong nó. Bình A đuợc làm bàng vật liệu không trong suốt. Thiết bị B đuợc làm bàng vật liệu trong suốt. Hãy giái thích hoạt động của thiết bị này. Nguời ta dùng một lực 1000 N đé nâng một vật nặng 50000 N bàng một máy thúy lực. Hòi diện tích của pít-tông lớn và pít-tông nhó của máy thúy lực này có đặc điếm gì ? Chất lỏng gây áp suất theo mọi phuong lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó. Công thúc tính áp suất chất lỏng : p = d.h, trong đó h là độ sâu tính từ điểm tính áp suất tói mặt thoáng chất lỏng, d là trọng luọng riêng của chất lỏng. Trong bình thông nhau chúa cùng một chất lỏng dung yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao. Trong máy thủy lục, nhờ chất lỏng có thể truyền nguyên vẹn độ tăng áp suất, nên ta luôn có : -y = -|-, trong đó f là lục tác dụng lên pít-tông có tiết diện s, F là lục tác dụng lên pít-tông có tiết diện s.