Chương 5: CƠ HỌC CHẤT LƯU
Chủ đề 1: Áp suất thuỷ tĩnh, nguyên lí Pascan
Chủ đề 2: Sự chảy thành dòng, định luật Bec-nu-li
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
I. Kiến thức:
1. Áp suất của chất lỏng (áp suất và áp lực):
S
F
p=
.
F là áp lực của chất lỏng nén lên diện tích S .
•
Tại mỗi điểm của chất lỏng , áp suất theo mọi hướng là như nhau.
•
Áp suất ở những điển có độ sâu khác nhau thì khác nhau.
•
Đơn vị của áp suất trong hệ SI là N/m2 , còn gọi là Pa-xcan(Pa) : 1Pa = 1N/m2.
Ngoài ra còn dùng : atmốtphe (atm) ; torr (hay milimet thủy ngân)
1 atm = 1,013.105 Pa .
1 torr = 1mmHg = 133,3 Pa.
2. Áp suất thủy tĩnh ở độ sâu h :
ghpp
a
ρ
+=
.
a
p
là áp suất khí quyển ở bề mặt thoáng của chất lỏng - đơn vị: Pa
ρ
là khối lượng riêng của chất lỏng – đơn vị: kg/m3.
h là độ sâu – đơn vị : m
3. Nguyên ly Pa-xcan : Độ tăng áp suất lên một chất lỏng chứa trong bình kín
được truyền nguyên vẹn
đến mọi
điểm của chất lỏng và thành bình.
Từ nguyên lí Pa – xcan ta có thể suy ra công thức tổng quát để tính áp suất thủy tĩnh ở độ sâu h là :
ghpp
ng
ρ
+=
.
Trong đó
ng
p
bao gồm áp suất khí quyển và áp suất do các ngoại lực nén lên chất lỏng.
4. Máy nén thủy lực : Máy nén thủy lực hoạt động dựa vào nguyên lí Pa-xcan
2
2
1
1
S
F
S
F
p==∆
⇒
1
2
1
2
S
S
F
F=
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
VÍ DỤ MINH HOẠ
Chủ đề 1: ÁP SUẤT THỦY TĨNH – NGUYÊN LÝ PA-XCAN
VD1
Một người nặng 50kg đứng thăng bằng trên một gót đế giày. Cho rằng tiết diện đế giày
hình tròn, bằng phẳng, có bán kính 2cm và g = 9,8m/s2. Áp suất của người đặt lên sàn là
bao nhiêu?
HD.
- Áp lực do người tác dụng lên sàn bằng trọng lượng của người đó : F = P = mg
- Diện tích bị ép : S =
2
R
π
.
- Áp suất cần tìm :
2
R
mg
p
π
=
= 3,9.10
5
N/m
2
VD2
Tính áp áp lực lên một phiến đá có diện tích 2m
2
ở đáy một hồ sâu 30m. Cho khối lượng
riêng của nước là 10
3
kg/m
3
và áp suất khí quyển là p
a
= 1,013.10
5
N/m
2
. Lấy g = 9,8m/s
2
.
HD. - Áp suất thủy tĩnh ở đáy hồ là :
ghpp
a
ρ
+
=
- Áp lực lên phiến đá : F = p.S
⇒
SghpF
a
)(
ρ
+=
= 7,096.10
5
(N)
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
VÍ DỤ MINH HOẠ
Chủ đề 1: ÁP SUẤT THỦY TĨNH – NGUYÊN LÝ PA-XCAN
VD3 : Tiết diện của pít tông nhỏ trong một cái kích thủy lực bằng 3 cm
2
. Để vừa đủ để nâng
một ôtô có trọng lượng 15000N lên người ta dùng một lực có độ lớn 225N. Pít tông lớn phải
có tiết diện là bao nhiêu?
HD:
Kí hiệu S
1
; F
1
là tiết diện và lực tác dụng lên pít tông nhỏ.
S
2
; F
2
là tiết diện và lực tác dụng lên pít tông lớn.
Áp dụng công thức :
1
2
1
2
S
S
F
F=
. với
)(15000
2
NPF ==
⇒
1
2
12
.F
F
SS =
= 200 cm
2
VD4. Dưới đáy một thùng gỗ có lỗ hình tròn tiết diện S = 12 cm
2
. Dậy kín lỗ bằng một nắp
phẳng được ép từ ngoài vào bởi một lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Đổ vào thùng một lớp
nước dày h = 20 cm. Khối lượng riêng của nước là
3
10=
ρ
kg/m
3
. Lấy g = 10m/s
2
. Để nước
không bị chảy ra ngoài ở lổ đó thì lò xo bị nén một đoạn ít nhát là bao nhiêu?
HD: Áp suất thủ tĩnh ở đáy thùng :
ghpp
a
ρ
+
=
Áp lực lên nắp đậy :
ghSSpSpF
a
ρ
+
=
=
.
Lò xo khi bị nét một đoạn x cùng với áp suất của khí quyển đã tác dụng lên nắp đậy một lực
từ ngoài vào là
SpxkF
a
+= .'
Điều kiện để nước không chảy ra ngoài là :
ghSSpSpkxFF aa
ρ
+≥+⇔≥'
→
=≥
k
ghS
x
ρ
2,4 cm
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Chủ đề 1: ÁP SUẤT THỦY TĨNH – NGUYÊN LÝ PA-XCAN
Câu 1.
Đáy biển có độ sâu 1000m . Biết khối lượng riêng của nước biển là 1030 kg/m
3
và áp
suất khí quyển là 1,013.105 Pa . Lấy g = 9,8 m/s2. Cứ 1 m2
đáy biển chịu một áp lực là bao
nhiêu?
Đs : 101,95.105 (N)
Câu 2.
Một máy ép dùng dầu có hai xi lanh A và B thẳng đứng thông với nhau. Tiết diện của
xi lanh A là 5 cm2, của xy lanh B là 100 cm2. Bỏ qua ma sát. Tác dụng lên pít-
tông A một lực
30N thì có thể nâng một vật đặt trên pít-tông ở xy lanh B có khối lượng lớn nhấ
t là bao
nhiêu?
Đs : 60 kg.
Câu 3.
Một ống chử U tiết diện hai nhánh bằng nhau, hở hai đầu, chứa thủy ngân. Đổ vào
nhánh bên trái một lớp nước có chiều cao 6,8 cm. Biết khối lượng riên của thủy ngân gấp
13,6 lần khối lượng riên của nước. Hỏi mặt thoáng thủy nhân ở bên nhánh phải đã dịch lên
một khoảng bằng bao nhiêu so với mức cũ?
Đs : 0,25 cm.
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187