Chào bạn, tôi sẽ giải thích một số ứng dụng của việc tăng/giảm áp suất, mô tả hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng và phát biểu định luật Archimedes.
1. Ứng dụng của việc tăng/giảm áp suất:
Áp suất (p) được tính bằng lực tác dụng (F) vuông góc lên một đơn vị diện tích (S): p = F/S. Vì vậy, để tăng áp suất, ta có thể tăng lực tác dụng hoặc giảm diện tích bị ép. Ngược lại, để giảm áp suất, ta có thể giảm lực tác dụng hoặc tăng diện tích bị ép.
a) Ứng dụng của việc tăng áp suất:
Dao, kéo, kim tiêm, đinh: Các vật này được làm nhọn ở đầu để giảm diện tích tiếp xúc, từ đó tăng áp suất tác dụng lên vật cần cắt, đâm, đóng. Ví dụ, khi ta dùng dao cắt thức ăn, lực tác dụng của tay ta không đổi, nhưng diện tích tiếp xúc giữa lưỡi dao và thức ăn rất nhỏ nên áp suất lớn, giúp cắt thức ăn dễ dàng.
Máy ép thủy lực: Dựa trên nguyên lý Pascal về sự truyền áp suất trong chất lỏng, máy ép thủy lực sử dụng áp suất để tạo ra lực lớn. Ví dụ, trong các gara ô tô, máy ép thủy lực được dùng để nâng ô tô lên cao.
Vòi phun nước áp lực cao: Bằng cách tạo ra áp suất rất lớn, vòi phun nước áp lực cao có thể dùng để rửa xe, vệ sinh công nghiệp hoặc thậm chí cắt kim loại.
Bơm tiêm: Khi ta ấn pít tông của bơm tiêm, ta tạo ra áp suất đẩy thuốc ra ngoài qua đầu kim tiêm nhỏ.
b) Ứng dụng của việc giảm áp suất:
Bánh xe của xe tải, xe tăng: Bánh xe của các loại xe này thường có diện tích tiếp xúc với mặt đường lớn để giảm áp suất tác dụng lên mặt đường, tránh bị lún, đặc biệt là trên nền đất mềm.
Đệm, gối: Chúng được làm bằng vật liệu mềm, có diện tích tiếp xúc lớn với cơ thể để giảm áp suất lên cơ thể, giúp người sử dụng cảm thấy thoải mái.
Chân bàn ghế: Chân bàn ghế thường được thiết kế với diện tích tiếp xúc vừa đủ để phân tán lực, giảm áp suất lên sàn nhà, tránh làm hỏng sàn.
Đi trên tuyết bằng giày trượt tuyết: Giày trượt tuyết có diện tích tiếp xúc lớn với tuyết giúp giảm áp suất của người lên tuyết, tránh bị lún sâu.
2. Hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng:
Có nhiều hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng:
Nước phun ra từ các lỗ thủng ở thành bình: Khi đổ nước vào bình và đục các lỗ ở thành bình, nước sẽ phun ra từ các lỗ này. Điều này chứng tỏ chất lỏng gây ra áp suất lên thành bình. Các lỗ càng sâu thì nước phun ra càng mạnh, chứng tỏ áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu.
Thợ lặn xuống biển: Thợ lặn càng xuống sâu thì áp suất nước tác dụng lên cơ thể càng lớn. Nếu không có thiết bị bảo hộ, thợ lặn có thể bị nguy hiểm.
Sự biến dạng của vật khi ở trong chất lỏng: Khi một vật được nhúng vào chất lỏng, nó sẽ chịu áp suất từ chất lỏng tác dụng lên mọi phía. Nếu vật mềm, nó sẽ bị biến dạng.
Hiện tượng bình thông nhau: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn ở cùng một độ cao. Điều này chứng tỏ áp suất tại các điểm nằm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng là bằng nhau.
3. Định luật Archimedes:
Định luật Archimedes phát biểu rằng: "Một vật được nhúng vào chất lỏng chịu một lực đẩy hướng lên bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ."
Công thức tính lực đẩy Archimedes: FA< = d.V
Trong đó:
FA là lực đẩy Archimedes (N)
d là trọng lượng riêng của chất lỏng(N/m)
V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m)1