A. Phương pháp giải
Học sinh cần nắm kiến thức và kỹ năng về áp suất, áp lực đè nén, nguyên tắc của bình thông nhau .
1. Bình thông nhau.
– Bình thông nhau là một bình có hai nhánh (hoặc nhiều nhánh) nối thông đáy với nhau.
Quảng cáo
– Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh đều ở cùng một độ cao .
– Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, áp suất tại các điểm ở trên cùng mặt phẳng ngang đều bằng nhau .
2. Áp lực
– Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép
Quảng cáo
3. Áp suất
– Áp suất là độ lớn của áp lực đè nén trên một đơn vị chức năng diện tích quy hoạnh bị ép .
– Công thức xác lập áp suất :
– Trong đó p : là áp suất ; F là áp lực đè nén tính năng lên mặt bị ép có diện tích quy hoạnh là S
– Đơn vị của áp suất là paxcan : 1P a = 1N / mét vuông
Quảng cáo
4. Nguyên lý Paxcan:
Áp suất tính năng lên chất lỏng đựng trong bình kín dược chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng .
5. Máy nén thủy lực
Một trong những ứng dụng cơ bản của bình thông nhau và sự truyền áp suất trong chất lỏng là máy ép dùng chất lỏng .
– Khi tính năng một lực f lên pittông nhỏ có diện tích quy hoạnh s, lực này gây áp suất p = f / s lên chất lỏng .
– Áp suất này được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng tới pittông lớn có diện tích quy hoạnh S và gây ra lực nâng F lên pittông này .
– Áp suất tính năng lên pittông lớn là :
– Theo nguyên tắc Pax – Can, ta có :
– Công thức máy ép dùng chất lỏng :
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Hình bên là một máy nén thủy lực được dùng để nâng ô tô trong các gara. Muốn có một lực nâng là 10000N tác dụng lên pit tong lớn, thì phải tác dụng lên pit tong nhỏ một lực bằng bao nhiêu?
Biết pit tong lớn có diện tích quy hoạnh lớn gấp 5 lần pit tong nhỏ và chất lỏng hoàn toàn có thể truyền nguyên vẹn áp suất từ pit tong nhỏ sang pit tong lớn .
A. 400N B. 2000N
C. 500N D. 10000N
Lời giải:
Đáp án: B
– Gọi S, s là diện tích quy hoạnh của pít tông lớn và pít tông nhỏ. Suy ra S = 5. s
– Áp dụng công thức máy nén thủy lực :
Biết pit tong lớn có diện tích quy hoạnh lớn gấp 5 lần pit tong nhỏ và chất lỏng hoàn toàn có thể truyền nguyên vẹn áp suất từ pit tong nhỏ sang pit tong lớn .
Ví dụ 2: Tác dụng một lực f = 300N lên pittông nhỏ của một máy ép dùng nước. Diện tích pit tông nhỏ là 25 cm2, diện tích pittông lớn là 150 cm2. Tính áp suất tác dụng lên pittông nhỏ và lực tác dụng lên pittông lớn.
Lời giải:
– Áp suất công dụng lên pittông nhỏ :
– Theo nguyên lí Paxcan áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn đến pittông lớn, do đó áp suất tính năng lên pít tông lớn là 120000 ( N / mét vuông )
– Lực công dụng lên pittông lớn là :
F = p. S = 120000. 0,015 = 1800 ( N )
Đáp số : 120000 N/m2; 1800N
Ví dụ 3: Trong một máy ép dùng chất lỏng, mỗi lần pít tông nhỏ đi xuống một đoạn 20cm thì pit tông lớn được nâng lên một đoạn 1cm. Tính lực tác dụng lên vật đặt trên pít tông lớn nếu tác dụng vào pit tông nhỏ một lực f = 400N.
Lời giải:
– Khi pittông nhỏ đi xuống một đoạn h = 20 cm thì phần thể tích chất lỏng từ bình nhỏ chuyển sang bình lớn là :
V1 = sh
và khi đó ở bình lớn nhận thêm một lượng chất lỏng có thể tích là :
V2 = SH .
– Ta có :
=> S = 20.s
– Áp dụng công thức máy nén thủy lực:
– Vậy lực công dụng lên vật đặt trên pittông lớn là 8000 N .
Đáp số : 8000N
C. Bài tập vận dụng
Câu 1: Tiết diện của pittông nhỏ của một cái kích dùng dầu là 3,5cm2, của pittông lớn là 175cm2. Người ta dùng kích để nâng một vật có trọng lượng 25000N. Để nâng được vật này thì phải tác dụng lên pít tông nhỏ một lực có độ lớn bằng:
A. 50N B. 175N
C. 250N D. 350N
Hiển thị đáp án
Đáp án: A
– Áp dụng công thức về máy ép dùng chất lỏng ta có :
– Lực cần tính năng lên pít tông nhỏ là :
Câu 2: Trong một máy ép dùng chất lỏng, mỗi lần pít tông nhỏ đi xuống một đoạn h = 40cm thì pít tông lớn được nâng lên một đoạn H = 5cm. Khi tác dụng vào pít tông nhỏ một lực f = 500N thì lực nén vật lên pít tông lớn là:
A. 1000N B. 4000N
C. 5000N D. 10000N
Hiển thị đáp án
Đáp án: B
– Gọi s và S lần lượt là diện tích quy hoạnh của pít tông nhỏ .
– Khi pittông nhỏ đi xuống một đoạn h thì phần thể tích chất lỏng từ bình nhỏ chuyển sang bình lớn là V1 = sh và khi đó ở bình lớn nhận thêm một lượng chất lỏng có thể tích là V2 = SH .
– Áp dụng công thức về máy ép dùng chất lỏng ta có :
Câu 3: Nguời ta dùng một cái kích thuỷ lực để nâng một vật có trọng lượng P = 30000N. Khi đặt vật này lên pít tông lớn thì lực cần thiết tác dụng lên pittông nhỏ là f = 100N. Mỗi lần nén xuống pít tông nhỏ di chuyển được một đoạn h = 30 cm. Sau 50 lần nén thì vật được nâng lên một độ cao là bao nhiêu? Bỏ qua các loại ma sát.
A. 1500 cm B. 30 cm
C. 10 cm D. 5 cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: D
Để nâng được vật thì lực thiết yếu công dụng lên pít tông lớn bằng với khối lượng P. của vật .
– Ta có :
– Mà : 
– Mỗi lần nén pit tông nhỏ pit tông lớn được nâng lên một đoạn H = 0,1 cm .
– Vậy sau 50 lần nén pit tông nhỏ thì vật được nâng lên một đoạn là :
50.0,1 = 5 ( cm )
Câu 4: Bình thông nhau gồm 2 nhánh hình trụ có tiết diện lần lượt là S1 = 40cm2, S2 = 10cm2 và có chứa nước. Trên mặt nước có đặt các pitông mỏng, khối lượng m1 = 0,1kg và m2 = 0,5kg. Mực nước 2 bên chênh nhau 1 đoạn h. Chiều cao h là:
A. 40 cm B. 45,5 cm
C. 47,5cm
D. 49,2cm
Hiển thị đáp án
Đáp án: C
– Chọn điểm tính áp suất ở mặt dưới của pitông 2
( d0 là khối lượng riêng của nước, p1 ; p2 là khối lượng hai pít tông )
– Mực nước 2 bên chênh nhau là :
Câu 5: Máy nén thuỷ lực đổ đầy dầu, tiết diện các pit tông là S = 1m2 và s = 0,2cm2, các pít tông có khối lượng không đáng kể. Ban đầu hai pít tông có độ cao như nhau. Một người khối lượng 54kg đứng trên pit tông lớn thì pit tông nhỏ nâng lên một đoạn là bao nhiêu? Cho khối lượng riêng của dầu D = 0,9 g/cm3.
A. 0,05 m B. 0,1 m
C. 0,5 m D. 0,01 m
Hiển thị đáp án
Đáp án : A
– Khi người đứng trên pit tông lớn, pit tông lớn di dời xuống một đoạn H và khi đó pít tông nhỏ đi lên một đoạn là h .
– Ta có :
– Xét áp suất tại A và B : pA = pB
– Mà: 
– Từ ( 1 ) và ( 2 ) :
– Vậy khi người khối lượng 54 kg đứng trên pittông lớn thì pittông nhỏ nâng lên một đoạn là :
h = 5H = 5. 0,01 = 0,05 ( m ) .
Câu 6: Bình thông nhau gồm 2 nhánh hình trụ có tiết diện lần lượt là S1, S2 và có chứa nước. Trên mặt nước có đặt các pitông mỏng, khối lượng m1 và m2. Mực nước 2 bên chênh nhau 1 đoạn h. Khi đặt một vật khối lượng m lên pitông lớn thì mực nước ở 2 bên ngang nhau. Xác định m?
Hiển thị đáp án
– Chọn điểm tính áp suất ở mặt dưới của pitông 2
– Khi chưa đặt quả cân thì :
( D0 là khối lượng riêng của nước )
– Khi đặt vật nặng lên pitông lớn thì :
– Trừ vế với vế của ( 1 ) cho ( 2 ) ta được :
Đáp số: m = D0S1h
Câu 7: Một máy ép dùng dầu có 2 xi lanh A và B thẳng đứng nối với nhau bằng một ống nhỏ. Tiết diện thẳng của xi lanh A là 200cm2 và của xi lanh B là 4cm2. Trọng lượng riêng của dầu là 8000N/m3. Đầu tiên mực dầu ở trong hai xi lanh ở cùng một độ cao. Đặt lên mặt dầu trong A một pít tông có trọng lượng 100N. Hỏi cần phải đặt lên mặt chất lỏng trong B một pít tông có trọng lượng bao nhiêu để hai mặt dưới của 2 pít tông nằm trên cùng một mặt phẳng
Hiển thị đáp án
– Áp suất của pít tông tính năng lên mặt chất lỏng ở nhánh A là :
– Khi đặt lên mặt chất lỏng trong nhánh B một pít tông có khối lượng P2 thì pít tông này tính năng lên mặt chất chất lỏng một áp suất là :
Khi cân đối, mặt dưới của 2 pít tông cùng nằm trên 1 mặt phẳng nằm ngang. Vậy áp suất 2 pít tông tính năng lên mặt chất lỏng bằng nhau nên ta có : p1 = p2
Đáp số: 2N
Câu 8: Bán kính của 2 xi lanh của 1 cái kích dùng dầu lần lượt là 10cm và 2cm.
a. Đặt lên pít tông lớn của kích 1 vật có khối lượng 250 kg. Cần phải tính năng lên pít tông nhỏ một lực là bao nhiêu để nâng được vật nặng lên ?
b. Người ta chỉ hoàn toàn có thể công dụng lên pít tông nhỏ một lực lớn nhất là 500N. Vật có khối lượng lớn nhất mà cái kích này hoàn toàn có thể nâng lên được là bao nhiêu ?
Hiển thị đáp án
a. Muốn nâng được pít tông lớn lên thì áp suất công dụng lên pít tông nhỏ tối thiểu phải bằng áp suất tính năng lên pít tông lớn nên ta có :
– Mà: 
– Nên: 
⇔ f1 ≥ 100
– Vậy phải tính năng lên pít tông nhỏ một lực lớn hơn hoặc bằng 100N thì sẽ nâng được vật lên .
b. Áp dụng công thức về máy ép dùng chất lỏng ta có :
– Vật nặng nhất mà kích hoàn toàn có thể nâng lên được là :
12500 : 10 = 1250 ( kg )
Đáp số: 100N; 1250kg
Câu 9: Một phanh ô tô dùng dầu gồm 2 xi lanh nối với nhau bằng một ống nhỏ dẫn dầu. Pít tông nhỏ của xi lanh ở đầu bàn đạp có tiết diện 4cm2, còn pít tông lớn nối với 2 má phanh có tiết diện 8cm2. Tác dụng lên bàn đạp một lực 100N. Đòn bẩy của bàn đạp làm cho lực đẩy tác dụng lên pít tông nhỏ tăng lên 4 lần. Tính lực đã truyền đến má phanh.
Hiển thị đáp án
– Áp lực tính năng lên pít tông là :
F2 = 4. F1 = 4.100 = 400 ( N )
– Khi đó áp suất lên pít tông bàn đạp là
được truyền nguyên vẹn đến pít tông phanh có diện tích S2 là:
– Nên :
– Vậy lực đã truyền đến má phanh là F = 800 ( N ) .
Đáp số: 800N
Câu 10: Hai xi lanh có tiết diện S1 và S2 thông với nhau và có chứa nước. Trên mặt nước có đặt các pít tông mỏng có khối lượng riêng khác nhau nên mực nước ở 2 bên chênh nhau một đoạn h (Hình vẽ). Người ta đổ 1 lớp dầu lên pít tông S1 sao cho mực nước nước ở 2 bên ngang nhau.
Nếu lấy lượng dầu đó từ bên S1 đổ lên pít tông S2 thì độ chênh lệch x của mực nước ở 2 xi lanh là bao nhiêu ? ( Tính x theo S1 ; S2 và h )
Hiển thị đáp án
– Gọi
P1 ; P2 lần lượt là khối lượng của pít tông S1 ; S2
d1 ; d2 lần lượt là khối lượng riêng của dầu và nước
h1 ; h2 lần lượt là chiều cao của dầu trên pít tông có tiết diện S1 ; S2
– Ban đầu khi mực nước ở 2 bênh chênh nhau 1 đoạn h nên ta có :
– Khi đổ dầu vào S1 ta có :
– Khi đổ dầu vào S2 ta có
– Từ ( 1 ) và ( 2 ) suy ra :
– Từ ( 1 ) và ( 3 ) suy ra :
– Vì thể tích dầu không đổi nên V1 = V2
Hay: 
– Thế ( 4 ) vào ( 6 ) ta được :
– Thế ( 7 ) vào ( 5 ) ta được :
Đáp số:
Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 8 cực hay, có giải thuật cụ thể khác :
Xem thêm các loạt bài Để học tốt môn Vật Lí 8 hay khác :
Giới thiệu kênh Youtube VietJack
Ngân hàng trắc nghiệm lớp 8 tại khoahoc.vietjack.com
Đã có app VietJack trên điện thoại cảm ứng, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi trực tuyến, Bài giảng …. không tính tiền. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS .
Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k8: fb.com/groups/hoctap2k8/
Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:
Theo dõi chúng tôi không tính tiền trên mạng xã hội facebook và youtube :
Loạt bài Lý thuyết – Bài tập Vật Lý 8 có đáp án của chúng tôi được biên soạn bám sát nội dung chương trình Vật Lý lớp 8.
Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.
