Chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay, thầy/cô sẽ hướng dẫn các em giải một bài tập về áp suất rất thú vị nhé. Bài toán này sẽ giúp chúng ta ôn lại các kiến thức về trọng lượng, lực và áp suất đã học.

Chúng ta cùng phân tích đề bài và giải chi tiết từng bước một nhé!

—

Tóm tắt (Thông tin đã cho):

Khối lượng bao gạo: \(m_1 = 55 \text{ kg}\)
Khối lượng ghế: \(m_2 = 5 \text{ kg}\)
Số chân ghế: \(n = 4 \text{ chân}\)
Áp suất lên mặt sàn: \(p = 375000 \text{ Pa}\)
Lấy \(g = 10 \text{ N/kg}\) (gia tốc trọng trường)

Tìm:

Diện tích tiếp xúc của mỗi chân ghế: \(S_{mỗi chân} = ? \text{ m}^2\)

Bài giải:

Để tính được diện tích tiếp xúc của mỗi chân ghế, trước hết chúng ta cần xác định tổng trọng lượng của bao gạo và ghế, từ đó suy ra tổng lực mà ghế tác dụng lên mặt sàn. Sau đó, chúng ta sẽ dùng công thức tính áp suất để tìm tổng diện tích tiếp xúc của cả 4 chân ghế, rồi mới tính được diện tích của mỗi chân.

Bước 1: Tính tổng khối lượng của bao gạo và ghế.

Tổng khối lượng của hệ (bao gạo + ghế) là khối lượng tổng cộng đang đặt lên mặt sàn.

Tổng khối lượng: \(m_{tổng} = m_1 + m_2\)

\(m_{tổng} = 55 \text{ kg} + 5 \text{ kg} = 60 \text{ kg}\)

Bước 2: Tính tổng trọng lượng (lực ép) mà ghế tác dụng lên mặt sàn.

Trọng lượng chính là lực ép mà hệ (bao gạo + ghế) tác dụng vuông góc lên mặt sàn. Chúng ta sử dụng công thức \(P = m \cdot g\).

Tổng trọng lượng (lực ép): \(F = P_{tổng} = m_{tổng} \cdot g\)

\(F = 60 \text{ kg} \cdot 10 \text{ N/kg} = 600 \text{ N}\)

Bước 3: Tính tổng diện tích tiếp xúc của cả 4 chân ghế với mặt sàn.

Chúng ta biết công thức tính áp suất là \(p = \frac{F}{S}\). Từ công thức này, chúng ta có thể suy ra công thức tính tổng diện tích tiếp xúc \(S_{tổng} = \frac{F}{p}\).

Tổng diện tích tiếp xúc của 4 chân ghế: \(S_{tổng} = \frac{F}{p}\)

\(S_{tổng} = \frac{600 \text{ N}}{375000 \text{ Pa}} = 0.0016 \text{ m}^2\)

Bước 4: Tính diện tích tiếp xúc của mỗi chân ghế.

Vì ghế có 4 chân và chúng ta giả định diện tích tiếp xúc của mỗi chân là như nhau, nên diện tích tiếp xúc của mỗi chân sẽ bằng tổng diện tích chia cho số chân.

Diện tích tiếp xúc của mỗi chân ghế: \(S_{mỗi chân} = \frac{S_{tổng}}{n}\)

\(S_{mỗi chân} = \frac{0.0016 \text{ m}^2}{4} = 0.0004 \text{ m}^2\)

Vậy, diện tích tiếp xúc của mỗi chân ghế là \(0.0004 \text{ m}^2\).

—

Đáp số: Diện tích tiếp xúc của mỗi chân ghế là \(0.0004 \text{ m}^2\).

Các em nhớ xem lại các bước giải và công thức nhé. Chúc các em học tốt môn Vật lý!