Chào các em học sinh lớp 8! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài toán thú vị về áp suất. Đề bài cho chúng ta một viên gạch có kích thước và trọng lượng cụ thể. Nhiệm vụ của chúng ta là tìm áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng lên mặt bàn.

Bài giải:

Trước hết, chúng ta cần tóm tắt lại các thông tin đề bài đã cho:

• Chiều dài viên gạch: \(l = 20 \text{ cm} = 0.2 \text{ m}\)
• Chiều rộng viên gạch: \(r = 10 \text{ cm} = 0.1 \text{ m}\)
• Chiều cao viên gạch: \(h = 5 \text{ cm} = 0.05 \text{ m}\)
• Trọng lượng của viên gạch: \(P = 12 \text{ N}\)

Áp suất được định nghĩa là lực tác dụng lên một đơn vị diện tích vuông góc với phương của lực. Trong trường hợp này, lực tác dụng lên mặt bàn chính là trọng lượng của viên gạch. Để áp suất là nhỏ nhất, diện tích tiếp xúc giữa viên gạch và mặt bàn phải là lớn nhất.

Viên gạch có dạng hình hộp chữ nhật, nên nó có 3 cặp mặt với diện tích khác nhau:

1. Diện tích mặt thứ nhất: \(S_1 = l \times r = 0.2 \text{ m} \times 0.1 \text{ m} = 0.02 \text{ m}^2\)
2. Diện tích mặt thứ hai: \(S_2 = l \times h = 0.2 \text{ m} \times 0.05 \text{ m} = 0.01 \text{ m}^2\)
3. Diện tích mặt thứ ba: \(S_3 = r \times h = 0.1 \text{ m} \times 0.05 \text{ m} = 0.005 \text{ m}^2\)

Để áp suất tác dụng lên mặt bàn là nhỏ nhất, viên gạch phải được đặt sao cho diện tích tiếp xúc với mặt bàn là lớn nhất. Quan sát ba diện tích tính được, ta thấy \(S_1 = 0.02 \text{ m}^2\) là lớn nhất.

Công thức tính áp suất là:

\(p = \frac{P}{S}\)

Trong đó:

• \(p\) là áp suất (đơn vị Pascal, Pa)
• \(P\) là trọng lượng (đơn vị Niu tơn, N)
• \(S\) là diện tích tiếp xúc (đơn vị mét vuông, m²)

Áp suất nhỏ nhất sẽ xảy ra khi viên gạch được đặt trên mặt có diện tích lớn nhất, tức là \(S = S_1 = 0.02 \text{ m}^2\).

Vậy, áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:

\(p_{min} = \frac{P}{S_{max}} = \frac{12 \text{ N}}{0.02 \text{ m}^2} = 600 \text{ Pa}\)

Đáp số: Áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là 600 Pa.