Mở đầu
64
Tại sao khi một em bé đứng lên chiếc đệm (nệm) thì đệm lại bị lún sâu hơn khi người lớn nằm trên nó (hình bên)?
Đáp án
Vì áp suất do em bé tạo ra trên diện tích bề mặt bị ép lớn hơn áp suất do người lớn tạo ra.
Bài 15: Áp suất trên một bề mặt
Trang 64Câu hỏi 1
64
Quan sát Hình 15.1, hãy chỉ ra lực nào trong số các lực được mô tả dưới đây là áp lực.
- Lực của người tác dụng lên sợi dây.
- Lực của sợi dây tác dụng lên thùng hàng.
- Lực của thùng hàng tác dụng lên mặt sàn.
- Lực của ngón tay tác dụng lên mũ đinh.
- Lực của đầu đinh tác dụng lên tấm xốp.
Đáp án
Các lực trong Hình 15.1 là áp lực:
- Lực của thùng hàng tác dụng lên mặt sàn.
- Lực của ngón tay tác dụng lên mũ đinh.
- Lực của đầu đinh tác dụng lên tấm xốp.
Hoạt động 1
65
Chuẩn bị: Hai khối sắt giống nhau có dạng hình hộp chữ nhật; một khay nhựa hoặc thủy tinh trong suốt đựng bột mịn.
Tiến hành:
- Bố trí thí nghiệm lần lượt theo Hình 15.2 a, b, c.
- Quan sát độ lún của khối sắt xuống bột mịn ứng với mỗi trường hợp a, b, c.
- So sánh độ lớn của áp lực, diện tích bị ép, độ lún của khối sắt xuống bột mịn của trường hợp a với trường hợp b, của trường hợp a với trường hợp c. Chọn dấu “=”, “>”, “<”, vào vị trí dấu “…” thích hợp để hoàn thành vào vở theo mẫu Bảng 15.1.
Bảng 15.1. Kết quả thí nghiệm
Áp lực (F) | Diện tích bị ép (S) | Độ lún (h) |
|---|---|---|
\(\mathrm{F_b}\) …. \(\mathrm{F_a}\) | \(\mathrm{S_b}\)… \(\mathrm{S_a}\) | \(\mathrm{h_b}\) …. \(\mathrm{h_a}\) |
\(\mathrm{F_c}\) …. \(\mathrm{F_a}\) | \(\mathrm{S_c}\) … \(\mathrm{S_a}\) | \(\mathrm{h_c}\)…. \(\mathrm{h_a}\) |
Từ kết quả thí nghiệm trên có thể rút ra nhận xét gì về các yếu tố ảnh hưởng tới độ lún.
Đáp án
Bảng 15.1. Kết quả thí nghiệm
Áp lực (F) | Diện tích bị ép (S) | Độ lún (h) |
|---|---|---|
\(\mathrm{F_b}\) > \(\mathrm{F_a}\) | \(\mathrm{S_b}\)= \(\mathrm{S_a}\) | \(\mathrm{h_b}\) > \(\mathrm{h_a}\) |
\(\mathrm{F_c}\) = \(\mathrm{F_a}\) | \(\mathrm{S_c}\) < \(\mathrm{S_a}\) | \(\mathrm{h_c}\)> \(\mathrm{h_a}\) |
Các yếu tố ảnh hưởng tới độ lún là:
+ Độ lớn của áp lực lên diện tích bị ép.
+ Diện tích bề mặt bị ép.
Câu hỏi 2
66
Một xe tăng có trọng lượng 350 000 N.
a. Tính áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang, biết rằng diện tích tiếp xúc của các bản xích với mặt đường là 1,5 \(\mathrm{m}^{2}\).
b. Hãy so sánh áp suất của xe tăng với áp suất của một ô tô có trọng lượng 25 000 N, diện tích các bánh xe tiếp xúc với mặt đường nằm ngang là 250 \(\mathrm{cm}^{2}\).
Đáp án
a. Áp suất của xe tăng lên mặt đường nằm ngang là
\(p_1=\frac{F_1}{S_1}=\frac{350000}{1,5}=233333,33 \mathrm{~N} / \mathrm{m}^2\)
b. Áp suất của một ô tô lên mặt đường nằm ngang là
\(p_2=\frac{F_2}{S_2}=\frac{25000}{250.10^{-4}}=1000000 \mathrm{~N} / \mathrm{m}^2\)
Câu hỏi 3
66
Hãy trả lời câu hỏi đã đặt ra ở phần mở bài.
Đáp án
Do áp suất em bé tạo ra trên diện tích bề mặt đệm (nệm) bị ép lớn hơn áp suất do người lớn tạo ra trên diện tích bề mặt đệm (nệm) bị ép.
Câu hỏi 4
Từ công thức tính áp suất p=\(\frac{F}{S}\), hãy đưa ra nguyên tắc để làm tăng, giảm áp suất.
Đáp án
Từ công thức tính áp suất p=\(\frac{F}{S}\), ta có nguyên tắc để làm tăng, giảm áp suất:
- Làm tăng áp suất bằng cách:
+ Tăng áp lực giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.
+ Giữ nguyên áp lực và giảm diện tích bề mặt bị ép.
+ Vừa tăng áp lực vừa giảm diện tích bề mặt bị ép.
- Làm giảm áp suất bằng cách:
+ Giảm áp lực giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.
+ Giữ nguyên áp lực và tăng diện tích bề mặt bị ép.
+ Vừa giảm áp lực vừa tăng diện tích bề mặt bị ép.
Hoạt động 2
66
Thảo luận và thực hiện những nhiệm vụ dưới đây: Một người làm vườn cần đóng một chiếc cọc xuống đất. Hãy đề xuất phương án để có thể đóng được chiếc cọc xuống đất một cách dễ dàng. Giải thích.
Đáp án
- Phương án để có thể đóng được chiếc cọc xuống đất một cách dễ dàng: Ta vót nhọn đầu chiếc cọc cắm xuống đất và sử dụng búa lớn đập vuông góc vào đầu còn lại của chiếc cọc.
- Cách làm trên giúp đóng cọc xuống đất được dễ dàng do ta đã làm tăng áp lực và giảm diện tích bề mặt bị ép sẽ giúp áp suất của chiếc cọc tác dụng xuống đất được tăng lên nhiều lần.
Hoạt động 3
66
Thảo luận và thực hiện những nhiệm vụ dưới đây: Để xe ô tô có thể vượt qua vùng đất sụt lún người ta thường làm như thế nào? Mô tả cách làm và giải thích.
Đáp án
Để xe ô tô có thể vượt qua vùng đất sụt lún người ta thường đặt tấm ván, thanh gỗ lên vùng đất đó để làm tăng diện tích bề mặt bị ép sẽ làm giảm áp suất của xe tác dụng lên vùng đất đó giúp xe có thể đi qua vùng đất sụt lún.
Hoạt động 4
66
Thảo luận và thực hiện những nhiệm vụ dưới đây: Hãy giải thích tại sao cá sấu có hàm răng rất nhọn.
Đáp án
Cá sấu có hàm răng rất nhọn dùng để tấn công con mồi, nhờ có răng nhọn giúp diện tích bề mặt bị ép nhỏ và làm tăng được áp suất tác dụng lên con mồi, làm con mồi bị ngoạm chặt và khó thoát khỏi nó.
Cau hỏi 5
66
Nêu thêm những ví dụ trong thực tế về công dụng của việc làm tăng, giảm áp suất.
Đáp án
Ví dụ trong thực tế về công dụng của việc làm tăng, giảm áp suất:
+ Đầu đinh, dao, kéo, ống hút,... đều được làm nhọn để giảm diện tích bị ép nhằm tăng áp suất.
+ Bánh xe tăng (để làm giảm độ lún của vật trên nền đất, người ta làm vật này có mặt tiếp xúc lớn).
Em có thể 1
66
Nêu được biện pháp làm tăng, giảm áp suất bằng cách thay đổi áp lực hoặc diện tích mặt bị ép trong những tình huống cụ thể.
Đáp án
Ví dụ:
Tăng áp suất: Người ta làm đầu đinh nhọn, mài lưỡi dao sắc, ...
Giảm áp suất: Bánh xe tăng được làm bằng hệ thống bản xích, ...
Em có thể 2
66
Giải thích được vì sao ống hút cắm vào hộp sữa có một đầu nhọn.
Đáp án
Theo nguyên tắc để tăng áp suất là làm diện tích bị ép càng nhỏ càng tốt nên để ống hút cắm vào hộp sữa dễ dàng người ta làm một đầu nhọn.