Chào bạn, tôi sẽ giải thích một số ứng dụng của việc tăng/giảm áp suất và mô tả hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng.

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:

Tăng áp suất: Có thể bằng cách tăng lực tác dụng (F) hoặc giảm diện tích bị ép (S).
Giảm áp suất: Có thể bằng cách giảm lực tác dụng (F) hoặc tăng diện tích bị ép (S).
Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể:

a) Ứng dụng của việc tăng áp suất:

Dao, kéo, kim tiêm, đinh: Đầu của chúng được làm nhọn để giảm diện tích tiếp xúc (S), từ đó tăng áp suất (p) tác dụng lên vật cần cắt, đâm, đóng, giúp thực hiện công việc dễ dàng hơn. Ví dụ, khi dùng dao cắt thịt, lực tay ta không đổi, nhưng diện tích tiếp xúc giữa lưỡi dao và miếng thịt rất nhỏ nên áp suất lớn, cắt thịt dễ dàng.
Máy ép thủy lực: Dựa trên nguyên lý Pascal (áp suất tác dụng lên chất lỏng trong bình kín được truyền nguyên vẹn đến mọi điểm trong chất lỏng và đến thành bình), máy ép thủy lực dùng áp suất chất lỏng để tạo ra lực lớn. Ví dụ, trong gara ô tô, máy ép thủy lực dùng để nâng ô tô. Lực nhỏ tác dụng lên pít tông nhỏ tạo ra áp suất lớn truyền sang pít tông lớn tạo ra lực nâng rất lớn.
Vòi phun nước áp lực cao: Tạo ra áp suất rất lớn, vòi phun nước áp lực cao được dùng để rửa xe, vệ sinh công nghiệp, thậm chí cắt kim loại (ví dụ như cắt thép bằng tia nước áp lực cao).
Bơm tiêm: Khi ấn pít tông, ta tạo áp suất đẩy thuốc qua kim tiêm nhỏ.
Đóng cọc móng nhà: Búa máy tác dụng lực lớn lên đầu cọc có diện tích nhỏ làm cọc dễ dàng cắm sâu vào lòng đất.
b) Ứng dụng của việc giảm áp suất:

Bánh xe của xe tải, xe tăng: Bánh xe có diện tích tiếp xúc với mặt đường lớn để giảm áp suất tác dụng lên mặt đường, tránh bị lún, đặc biệt trên nền đất mềm.
Đệm, gối: Làm bằng vật liệu mềm, có diện tích tiếp xúc lớn với cơ thể để giảm áp suất lên cơ thể, tạo cảm giác thoải mái.
Chân bàn ghế: Thiết kế với diện tích tiếp xúc vừa đủ để phân tán lực, giảm áp suất lên sàn nhà, tránh làm hỏng sàn.
Giày trượt tuyết: Có diện tích tiếp xúc lớn với tuyết giúp giảm áp suất của người lên tuyết, tránh bị lún sâu.
Túi khí (airbag) trong ô tô: Khi xảy ra va chạm, túi khí bung ra rất nhanh, tăng diện tích tiếp xúc giữa người và túi khí, giảm áp suất lên người, hạn chế chấn thương.
2. Hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng:

Chất lỏng gây áp suất lên đáy bình, thành bình và các vật đặt trong nó. Một số hiện tượng chứng tỏ điều này:

Nước phun ra từ các lỗ ở thành bình: Đổ nước vào bình và đục các lỗ ở thành bình, nước sẽ phun ra từ các lỗ. Các lỗ càng sâu (càng gần đáy bình) thì nước phun ra càng mạnh, chứng tỏ áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu.
Thợ lặn xuống biển: Càng xuống sâu, áp suất nước tác dụng lên cơ thể thợ lặn càng lớn. Nếu không có thiết bị bảo hộ, thợ lặn có thể gặp nguy hiểm.
Sự biến dạng của vật trong chất lỏng: Vật mềm nhúng trong chất lỏng sẽ chịu áp suất từ chất lỏng tác dụng lên mọi phía, gây biến dạng.
Hiện tượng bình thông nhau: Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng ở các nhánh luôn ở cùng độ cao. Điều này chứng tỏ áp suất tại các điểm trên cùng mặt phẳng nằm ngang trong chất lỏng là bằng nhau.
Cá sống ở dưới nước: Cá chịu áp suất của nước tác dụng lên cơ thể. Cơ thể cá thích nghi với áp suất này. Khi đưa cá lên cạn, áp suất thay đổi đột ngột có thể làm cá chết.
Định luật Archimedes là một định luật vật lý rất quan trọng, được đặt theo tên nhà bác học Hy Lạp Archimedes. Định luật này mô tả lực tác dụng của chất lỏng (hoặc chất khí) lên một vật thể được nhúng vào nó.

Phát biểu đầy đủ của định luật Archimedes:

"Một vật thể được nhúng hoàn toàn hoặc một phần vào trong chất lỏng (hoặc chất khí) chịu tác dụng của một lực đẩy hướng lên bằng trọng lượng của phần chất lỏng (hoặc chất khí) mà vật chiếm chỗ."
 

1. Ứng dụng của việc tăng áp suất và giảm áp suất

Việc tăng hoặc giảm áp suất đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống, từ công nghiệp đến sinh hoạt hàng ngày. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình:

Tăng áp suất

• Công nghiệp:
  • Bơm: Tăng áp suất chất lỏng để đưa chất lỏng lên cao hoặc đi xa hơn.
  • Máy nén khí: Tăng áp suất khí nén để cung cấp năng lượng cho các thiết bị như máy khoan, máy sơn, máy nâng...
  • Động cơ đốt trong: Tăng áp suất hỗn hợp nhiên liệu không khí để tăng công suất động cơ.
  • Hệ thống thủy lực: Sử dụng chất lỏng có áp suất cao để truyền lực và điều khiển các thiết bị nặng.
• Sinh hoạt:
  • Bình xịt: Tăng áp suất chất lỏng bên trong để tạo ra tia phun.
  • Nồi áp suất: Tăng áp suất bên trong để làm chín thức ăn nhanh hơn.

Giảm áp suất

Các ứng dụng của việc tăng và giảm áp suất

• Công nghiệp:
  • Máy hút chân không: Tạo môi trường chân không để bảo quản thực phẩm, sản xuất linh kiện điện tử...
  • Động cơ phản lực: Giảm áp suất khí thải để tạo ra lực đẩy.
• Sinh hoạt:
  • Ống hút: Tạo ra sự chênh lệch áp suất để hút đồ uống.
  • Bơm tay: Giảm áp suất bên trong để hút chất lỏng.

2. Hiện tượng chứng tỏ sự tồn tại của áp suất chất lỏng

• Ống mao dẫn: Khi nhúng một ống thủy tinh có đường kính nhỏ vào nước, nước sẽ dâng lên trong ống cao hơn mực nước bên ngoài. Điều này chứng tỏ áp suất của nước tại mặt thoáng của ống nhỏ hơn áp suất khí quyển.
• Lực đẩy Ác-si-mét: Khi thả một vật vào chất lỏng, vật sẽ bị chất lỏng đẩy lên. Lực đẩy này chính là lực do áp suất chất lỏng tác dụng lên vật từ mọi phía.
• Càng lặn sâu xuống nước, ta càng cảm thấy tức ngực: Áp suất chất lỏng tăng theo độ sâu, gây áp lực lên cơ thể.