Tính áp suất chất rắn & chất lỏng online
Áp suất chất rắn p = F/S, áp suất chất lỏng theo độ sâu p = d·h. 2 mode chọn nhanh.
Công thức & ví dụ
Áp suất là đại lượng đặc trưng cho lực ép vuông góc trên một đơn vị diện tích bề mặt. Công cụ này tính cả áp suất chất rắn và áp suất chất lỏng — hai dạng phổ biến trong Vật lý 8 và Vật lý 10.
1. Áp suất chất rắn:
p = F / S
Trong đó F là lực ép vuông góc (N), S là diện tích bị ép (m²), p là áp suất (Pa = N/m²).
2. Áp suất chất lỏng (thuỷ tĩnh):
p = d × h = ρ × g × h
Với d là trọng lượng riêng (N/m³), ρ là khối lượng riêng (kg/m³), g ≈ 9,81 m/s², h là độ sâu tính từ mặt thoáng (m).
Khối lượng riêng phổ biến: nước 1 000 kg/m³, nước biển 1 030, dầu 800, thuỷ ngân 13 600.
Ví dụ: Một thợ lặn ở độ sâu 10 m dưới mặt nước biển chịu áp suất từ nước là p = 1 030 × 9,81 × 10 ≈ 101 043 Pa ≈ 1 atm — đúng bằng áp suất khí quyển ở mặt biển.
Hướng dẫn sử dụng
- Chọn loại áp suất ở dropdown đầu form: “Chất rắn” hay “Chất lỏng”.
- Nếu chọn chất rắn: nhập lực F (N) và diện tích S (m²). Lưu ý S = chiều dài × chiều rộng tiếp xúc, đổi từ cm² hoặc dm² nếu cần (1 m² = 10 000 cm²).
- Nếu chọn chất lỏng: chọn loại chất lỏng (nước, dầu, thuỷ ngân…) hoặc nhập khối lượng riêng ρ thủ công, sau đó nhập độ sâu h (m) từ mặt thoáng tới điểm cần tính.
- Bấm “Tính”. Kết quả hiện ở 3 đơn vị thường gặp: Pa, kPa, atm.
- Cần tính lực đẩy Acsimet? Dùng FA = d × V, không phải công thức áp suất — đây là 2 bài toán khác nhau.
Mẹo: Áp suất chất lỏng không phụ thuộc vào diện tích đáy hay hình dạng bình; chỉ phụ thuộc độ sâu và loại chất lỏng.
Tìm hiểu thêm
Áp suất là khái niệm giải thích vô số hiện tượng thường gặp: tại sao dao sắc cắt dễ hơn dao cùn, tại sao lốp xe tải có nhiều bánh, tại sao tai bị ù khi xuống hồ bơi sâu, tại sao đập thuỷ điện xây dày ở chân đập.
Áp suất chất rắn: Với cùng một lực, diện tích càng nhỏ thì áp suất càng lớn. Đó là lý do mũi đinh nhọn dễ đóng vào tường, còn nền móng phải làm rộng để giảm áp suất xuống đất.
Áp suất chất lỏng (thuỷ tĩnh): Trong chất lỏng đứng yên, áp suất tại một điểm có 3 đặc điểm quan trọng: (1) tăng tỉ lệ thuận với độ sâu; (2) tác dụng theo mọi phương; (3) không phụ thuộc hình dạng bình. Đây là cơ sở của bình thông nhau, áp kế thuỷ ngân và nguyên lý hoạt động của máy nén thuỷ lực.
Nguyên lý Pascal: Áp suất tác dụng lên một chất lỏng kín được truyền nguyên vẹn theo mọi hướng. Đây là nguyên lý của phanh xe ô tô, kích thuỷ lực và máy ép dầu.
Áp suất khí quyển: Ở mặt biển khoảng 101 325 Pa, tương đương cột thuỷ ngân cao 760 mm.
Câu hỏi thường gặp
Đơn vị Pa, kPa, atm, bar khác nhau thế nào?
1 Pa = 1 N/m² (đơn vị SI gốc). 1 kPa = 1 000 Pa. 1 atm = 101 325 Pa ≈ 1,013 bar. 1 bar = 100 000 Pa. Trong đề thi, áp suất khí quyển thường được lấy tròn là 10⁵ Pa = 1 bar.
Áp suất chất lỏng có phụ thuộc diện tích đáy bình không?
Không. Áp suất tại đáy chỉ phụ thuộc độ sâu h và khối lượng riêng ρ của chất lỏng. Bình hẹp đáy 10 cm² hay rộng 1 m², miễn cùng chứa nước cao 50 cm thì áp suất ở đáy đều bằng nhau. Chỉ có lực ép xuống đáy là khác (vì F = p × S).
Tại sao tai bị ù khi xuống hồ bơi sâu?
Vì áp suất nước tăng theo độ sâu nén lên màng nhĩ, trong khi không khí trong tai giữa vẫn ở áp suất khí quyển. Chênh lệch áp suất kéo căng màng nhĩ, gây cảm giác ù tai. Ngáp hoặc nuốt nước bọt giúp mở vòi nhĩ và cân bằng áp suất.
Áp suất tổng cộng dưới nước có cộng áp suất khí quyển không?
Có, nếu xét áp suất tuyệt đối. ptổng = pkhí quyển + ρgh. Tuy nhiên trong bài toán Vật lý 8 phổ thông, ta thường chỉ tính phần áp suất do chất lỏng gây ra (ρgh) và bỏ qua áp suất khí quyển vì nó tác dụng ở cả 2 phía nhiều khi triệt tiêu.
Làm sao chất lỏng tác dụng áp suất theo mọi hướng?
Vì phân tử chất lỏng luôn chuyển động hỗn loạn và va đập vào thành bình từ mọi phía. Thí nghiệm cổ điển: cho bình kín có vài lỗ ở các hướng khác nhau — nước phun ra cùng tốc độ ở các lỗ cùng độ sâu, chứng tỏ áp suất theo mọi hướng là như nhau ở cùng độ sâu.