Câu 1: Một bao gạo nặng 55 kg được đặt trên một cái bàn 5kg, có 4…

Chào các em học sinh lớp 8 yêu quý! Hôm nay, thầy/cô sẽ hướng dẫn các em giải chi tiết ba bài tập vật lý rất hay và thực tế về chủ đề Áp suất chất rắn. Các em hãy lấy vở ghi chép và chú ý theo dõi từng bước nhé!

Hướng dẫn giải Câu 1:

Bài toán yêu cầu chúng ta tính áp lực và áp suất. Trước tiên, thầy/cô trò mình cần tóm tắt và đổi các đơn vị về hệ đo lường chuẩn (mét, kilogam, niuton).

• Khối lượng bao gạo là 55 kg.
• Khối lượng cái bàn là 5 kg.
• Tổng khối lượng của bao gạo và cái bàn là: 55 + 5 = 60 kg.
• Trọng lượng của cả bao gạo và cái bàn tác dụng lên mặt đất là: P = 10 x 60 = 600 (N).
• Số chân bàn là 4. Diện tích tiếp xúc của một chân bàn là 2 cm vuông. Tổng diện tích tiếp xúc của 4 chân bàn là: 4 x 2 = 8 cm vuông.
• Đổi diện tích từ cm vuông sang mét vuông: 8 cm vuông = 0,0008 m vuông.

a) Tính áp lực:

Áp lực chính là trọng lượng của bao gạo và cái bàn đè lên mặt đất theo phương vuông góc. Do đó, áp lực F bằng đúng trọng lượng P và bằng 600 N.

b) Tính áp suất:

Áp suất của các chân bàn tác dụng lên mặt đất được tính bằng công thức lấy áp lực chia cho tổng diện tích tiếp xúc:

p = F / S = 600 / 0,0008 = 750.000 (Pa).

Vậy áp suất các chân bàn tác dụng lên mặt đất là 750.000 Pascal.

Hướng dẫn giải Câu 2:

Ở bài này, chúng ta có hai trạng thái: trạng thái khi bàn không có vật và trạng thái khi bàn có đặt thêm vật.

• Tổng diện tích tiếp xúc của 4 chân bàn là: S = 4 x 36 = 144 cm vuông = 0,0144 m vuông.
• Khi bàn chưa đặt vật, áp suất tác dụng lên mặt đất là p1 = 8400 Pa.
• Trọng lượng riêng của chiếc bàn (áp lực của riêng cái bàn) được tính là: F bàn = p1 x S = 8400 x 0,0144 = 120,96 (N).
• Khi đặt thêm vật có khối lượng m lên bàn, áp suất mới là p2 = 20.000 Pa.
• Tổng áp lực lúc này tác dụng lên mặt đất là: F tổng = p2 x S = 20.000 x 0,0144 = 288 (N).

Áp lực tổng này bao gồm trọng lượng của cái bàn cộng với trọng lượng của vật nặng. Từ đó, ta tìm trọng lượng của vật nặng là:

P vật = F tổng – F bàn = 288 – 120,96 = 167,04 (N).

Khối lượng m của vật đã đặt trên mặt bàn là:

m = P vật / 10 = 167,04 / 10 = 16,704 (kg).

Vậy khối lượng của vật là khoảng 16,7 kg.

Hướng dẫn giải Câu 3:

Bài tập này yêu cầu chúng ta so sánh áp suất giữa hai người đứng trên hai tấm ván có kích thước khác nhau. Chúng ta sẽ lập tỉ lệ để giải nhanh và chính xác nhé.

• Gọi khối lượng người thứ nhất là m1, trọng lượng là P1 = 10 x m1. Diện tích tấm ván của người thứ nhất là S1.
• Gọi khối lượng người thứ hai là m2, trọng lượng là P2 = 10 x m2. Diện tích tấm ván của người thứ hai là S2.
• Theo đề bài, ta có mối quan hệ: m2 = 1,2 x m1 và S1 = 1,2 x S2.
• Từ khối lượng, ta suy ra trọng lượng của người thứ hai gấp 1,2 lần người thứ nhất: P2 = 1,2 x P1. Do đó, áp lực của người thứ hai cũng gấp 1,2 lần người thứ nhất (F2 = 1,2 x F1).
• Áp suất của người thứ nhất tác dụng lên mặt đất là: p1 = F1 / S1.
• Áp suất của người thứ hai tác dụng lên mặt đất là: p2 = F2 / S2 = (1,2 x F1) / (S1 / 1,2).
• Khi chia p2 cho p1, ta lấy (1,2 x F1 / S2) chia cho (F1 / S1) và thay S1 = 1,2 x S2 vào. Kết quả tỉ số p2 / p1 sẽ bằng 1,2 x 1,2 = 1,44.

Như vậy, áp suất của người thứ hai tác dụng lên mặt đất lớn hơn áp suất của người thứ nhất và lớn gấp 1,44 lần.

Thế là chúng ta đã hoàn thành xong cả ba bài tập rồi. Các em nhớ ôn lại công thức tính áp suất chất rắn (p = F chia S) và cách đổi đơn vị diện tích thật cẩn thận để không bị mất điểm đáng tiếc trong các bài kiểm tra nhé. Chúc các em học tốt!