Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau

Áp suất tác dụng lên vỏ tàu ngầm giảm, tức cột nước ở phía trên tàu ngầm giảm. Điều này chứng tỏ tàu ngầm đã nổi lên.

Trong cùng một chất lỏng trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau nên áp suất trong chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu của cột chất lỏng so với mặt thoáng. Căn cứ vào hình bên, ta thấy: $ {{P}_{E}} < {{P}_{C}}={{P}_{B}} < {{P}_{D}} < {{P}_{A}} $

Vì lượng nước trong cả ba bình như nhau nên: $ {{m}_{1}}={{m}_{2}}={{m}_{3}} $ $\Rightarrow$ $ {{P}_{1}}={{P}_{2}}={{P}_{3}} $ (1)

Áp lực do nước tác dụng lên đáy bình bằng trọng lượng của nước nên ta có:

$ \left\{ \begin{array}{l} {{F}_{1}}={{P}_{1}} \\ {{F}_{2}}={{P}_{2}} \\ {{F}_{3}}={{P}_{3}} \end{array} \right. $

Áp suất do nước gây ra tại đáy bình là:

$ \left\{ \begin{array}{l} {{p}_{1}}=\dfrac{{{F}_{1}}}{{{S}_{1}}} \\ {{p}_{2}}=\dfrac{{{F}_{2}}}{{{S}_{2}}} \\ {{p}_{3}}=\dfrac{{{F}_{3}}}{{{S}_{3}}} \end{array} \right. $ $\Rightarrow$ $ \left\{ \begin{array}{l} {{p}_{1}}=\dfrac{{{P}_{1}}}{{{S}_{1}}} \\ {{p}_{2}}=\dfrac{{{P}_{2}}}{{{S}_{2}}} \\ {{p}_{3}}=\dfrac{{{P}_{3}}}{{{S}_{3}}} \end{array} \right. $ (2)

Theo hình vẽ: $ {{S}_{1}} < {{S}_{2}} < {{S}_{3}} $ (3)

Từ (1) (2) (3) ta có: $ {{p}_{1}} > {{p}_{2}} > {{p}_{3}} $

vì trong tất cả các bình đều là nước nên trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau, bình nào có cột chất lỏng thấp nhất thì áp suất sẽ nhỏ nhất.

Mặt đê hẹp hơn chân đê để chân đê có thể chịu được áp suất lớn hơn nhiều so với mặt đê.

Áp suất của chất lỏng tác dụng lên đáy bình: $ p=d.h $

Vì ba bình giống hệt nhau và đựng 3 chất lỏng với một thể tích như nhau thì chiều cao của cột chất lỏng cũng như nhau: $ {{h}_{Hg}}={{h}_{nuoc}}={{h}_{ruou}} $

Mà $ {{d}_{Hg}} > {{d}_{nuoc}} > {{d}_{ruou}} $

Vì áp suất tỉ lệ thuận với trọng lượng riêng của chất lỏng nên: $ {{p}_{Hg}} > {{p}_{nuoc}} > {{p}_{ruou}} $

Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và cả trong lòng của chất lỏng.

Áp suất của chất lỏng tác dụng lên đáy bình: $ p=d.h $

Theo hình vẽ chiều cao của các cột chất lỏng như nhau: $ {{h}_{1}}={{h}_{2}}={{h}_{3}} $

Mà $ {{d}_{2}} < {{d}_{1}} < {{d}_{3}} $ ( $ {{d}_{1}} $ , $ {{d}_{2}} $ , $ {{d}_{3}} $ lần lượt là trọng lượng riêng của nước, rượu, thủy ngân)

Vì áp suất tỉ lệ thuận với trọng lượng riêng của chất lỏng nên: $ {{p}_{2}} < {{p}_{1}} < {{p}_{3}} $

Vì trong tất cả các bình đều là nước nên trọng lượng riêng của chất lỏng là như nhau, bình nào có cột chất lỏng cao nhất thì áp suất sẽ lớn nhất.

Bình thông nhau có nhiều nhánh và tiết diện, hình dạng các nhánh có thể giống hoặc khác nhau.

Vì chiều cao của cột chất lỏng giảm nên áp suất của nó giảm.

Áp suất do nước biển tác dụng lên vỏ tàu là: $ p=d.h $

Theo biểu thức, áp suất càng lớn khi độ sâu h càng lớn.

$ \begin{array}{l} {{p}_{1}}=875000N/{{m}^{2}} \\ {{p}_{2}}=1165000N/{{m}^{2}} \end{array} $

$ {{p}_{1}} < {{p}_{2}} $

$ {{h}_{1}} < {{h}_{2}} $

Vậy tàu đang lặn xuống.

Vì trong bình chứa cùng một chất lỏng thì trọng lượng riêng tại các điểm là như nhau nên áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu của điểm đó tới mặt thoáng của chất lỏng.

Độ sâu $ {{h}_{M}} > {{h}_{N}} > {{h}_{Q}} $ nên $ {{p}_{M}} > {{p}_{N}} > {{p}_{Q}}. $

Khi mở khóa K nước chảy sang dầu vì áp suất cột nước lớn hơn áp suất cột dầu do trọng lượng riêng của nước lớn hơn dầu.

$ \begin{array}{l} h=25\,cm=0,25\,m \\ D=1000kg/{{m}^{3}} \\ p=? \end{array} $

Áp suất của nước tác dụng lên đáy bình là: $ p=d.h=10D.h=10.1000.0,25=2500(Pa) $