Luật tác dụng lên pít-tông nhỏ và pittông lớn của một máy ép dòng nước lần lượt …
Luật tác dụng lên pít-tông nhỏ và pittông lớn của một máy ép dòng nước lần lượt là 500 N và 45.000 N Tính diện tích của pittông nhỏ và pit tông lớn. Biết tổng của chúng là 1,82 dm2
Bài toán cho chúng ta biết:
Lực tác dụng lên pít-tông nhỏ (\(F_1\)) là 500 N.
Lực tác dụng lên pít-tông lớn (\(F_2\)) là 45.000 N.
Tổng diện tích của hai pít-tông (\(S_1 + S_2\)) là 1,82 dm².
Chúng ta cần tính diện tích của pít-tông nhỏ (\(S_1\)) và pít-tông lớn (\(S_2\)).
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng nguyên lý Archimedes (hoặc nguyên lý Pascal) về truyền áp suất trong chất lỏng. Nguyên lý này nói rằng: áp suất tác dụng lên chất lỏng theo mọi hướng là như nhau.
Do đó, ta có công thức:
\( \frac{F_1}{S_1} = \frac{F_2}{S_2} \)
Từ công thức này, chúng ta có thể suy ra mối quan hệ giữa các diện tích:
\( F_1 \cdot S_2 = F_2 \cdot S_1 \)
Bây giờ, chúng ta sẽ chuyển đổi đơn vị diện tích từ dm² sang m² để làm việc với đơn vị chuẩn.
Ta biết 1 dm = 0,1 m, vậy 1 dm² = (0,1 m)² = 0,01 m².
Do đó, tổng diện tích của hai pít-tông là:
\( S_1 + S_2 = 1,82 \, \text{dm}^2 = 1,82 \times 0,01 \, \text{m}^2 = 0,0182 \, \text{m}^2 \)
Chúng ta có hai phương trình và hai ẩn số là \(S_1\) và \(S_2\):
1. \(S_1 + S_2 = 0,0182 \, \text{m}^2\)
2. \(F_1 \cdot S_2 = F_2 \cdot S_1\)
Từ phương trình (1), ta có thể biểu diễn \(S_2\) theo \(S_1\):
\( S_2 = 0,0182 – S_1 \)
Thay biểu thức này vào phương trình (2):
\( 500 \cdot (0,0182 – S_1) = 45000 \cdot S_1 \)
Bây giờ chúng ta sẽ giải phương trình này để tìm \(S_1\):
\( 500 \times 0,0182 – 500 \cdot S_1 = 45000 \cdot S_1 \)
\( 9,1 – 500 \cdot S_1 = 45000 \cdot S_1 \)
Chuyển các số hạng chứa \(S_1\) về một vế:
\( 9,1 = 45000 \cdot S_1 + 500 \cdot S_1 \)
\( 9,1 = 45500 \cdot S_1 \)
Suy ra \(S_1\):
\( S_1 = \frac{9,1}{45500} \)
\( S_1 \approx 0,000200 \, \text{m}^2 \)
Bây giờ chúng ta sẽ tính \(S_2\) bằng cách thay giá trị \(S_1\) vào phương trình \(S_2 = 0,0182 – S_1\):
\( S_2 = 0,0182 – 0,000200 \)
\( S_2 = 0,0180 \, \text{m}^2 \)
Để cho dễ hình dung, chúng ta có thể đổi các diện tích này về cm²:
\( 1 \, \text{m}^2 = 10000 \, \text{cm}^2 \)
\( S_1 \approx 0,000200 \, \text{m}^2 = 0,000200 \times 10000 \, \text{cm}^2 = 2,00 \, \text{cm}^2 \)
\( S_2 = 0,0180 \, \text{m}^2 = 0,0180 \times 10000 \, \text{cm}^2 = 180 \, \text{cm}^2 \)
Vậy, kết quả của bài toán là:
Diện tích của pít-tông nhỏ là \(S_1 \approx 0,000200 \, \text{m}^2\) (hoặc \(2,00 \, \text{cm}^2\)).
Diện tích của pít-tông lớn là \(S_2 = 0,0180 \, \text{m}^2\) (hoặc \(180 \, \text{cm}^2\)).
Các em có câu hỏi nào về bài giải này không?
Theo nguyên lí Pascal:
\(p_1=p_2\)
\(-> F_1/S_1=F_2/S_2\)
\(-> 500/S_1=45000/S_2 (1)\)
Tổng diện tích là \(1.82\ dm^2=0.0182\ m^2\)
\(->S_1+S_2=0.0182 (2)\)
\((1)\), \((2) -> {(S_1=0.0002\ m^2=2\ cm^2),(S_2=0.018\ m^2=180\ cm^2):}\)
Theo nguyên lý Pascal, ta có:
\(P_1=P_2=>(F_1)/(S_1)=(F_2)/(S_2)\)
Ta có hệ phương trình:
\(500/(S_1)=45000/(S_2)\)
\(S_1 +S_2=0,0182\)
giải hệ ta có:
\(S_1=0,0002m^2\)
\(S_2=0,018m^2\)

Trợ Lý Xưởng In Thiên Nam
Add comment