Công thức áp suất và lực đẩy Archimedes

Trong chương trình Vật lý 9, các công thức liên quan đến áp suất và lực đẩy Archimedes là kiến thức trọng tâm, thường xuyên xuất hiện trong đề kiểm tra và đề thi tuyển sinh. Đây không chỉ là phần lý thuyết quan trọng mà còn gắn liền với nhiều ứng dụng thực tế, giúp học sinh hiểu rõ hơn về hiện tượng vật lý trong đời sống như nổi – chìm của vật, tàu thuyền di chuyển trên biển, hay hoạt động của bóng bay và khinh khí cầu.

Bài viết này sẽ cung cấp hệ thống công thức áp suất, công thức tính lực đẩy Archimedes kèm theo giải thích chi tiết, ví dụ minh họa và bài tập có đáp án. Với cách trình bày khoa học, dễ hiểu, tài liệu này sẽ giúp học sinh nắm chắc kiến thức, áp dụng thành thạo công thức vào bài tập và đạt hiệu quả cao trong học tập cũng như kỳ thi.

1. Công thức tính Áp suất

- Công thức tính áp suất: \(P = \frac{F}{S}\) \(\Rightarrow \left\{ \begin{matrix} F = P.S \\ S = \frac{F}{P} \end{matrix} \right.\)

- Đơn vị áp suất là paxcan (Pa): \(1Pa = \frac{1N}{1m^{2}}\)

2. Công thức tính Áp suất chất lỏng

- Chất lỏng đựng trong bình sẽ gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và mọi vật đặt trong nó.

- Công thức tính áp suất chất lỏng:

\(P = d.h\Rightarrow \left\{\begin{matrix}d = \frac{P}{h} \\h = \frac{P}{d}\end{matrix} \right.\)

(Với d là trọng lượng riêng của chất lỏng; h là chiều cao (độ sâu) của cột chất lỏng tính từ mặt thoáng chất lỏng)

Chú ý:

Trong cột chất lỏng đứng yên, áp suất của mọi điểm trên cùng mặt phẳng nằm ngang có độ lớn như nhau (cùng độ sâu)

Một vật nằm trong lòng chất lỏng, thì ngoài áp suất chất lỏng, vật còn chịu thêm áp suất khí quyển do chất lỏng truyền tới.

3. Bình thông nhau

- Trong bình thông nhau chứa cùng chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở một độ cao.

- Trong bình thông nhau chứa hai hay nhiều chất lỏng không hòa tan, thì mực mặt thoáng không bằng nhau, trong trường hợp này áp suất tại mọi điểm trên cùng mặt phẳng nằm ngang có giá trị bằng nhau.

- Bài toán máy dùng chất lỏng: Áp suất tác dụng lên chất lỏng được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

+ Xác định độ lớn của lực: Xác định diện tích của pittông lớn, pittông nhỏ.

+ Đổi đơn vị thích hợp.

\(\frac{F}{f} = \frac{S}{s} \Rightarrow F = \frac{f.S}{s} \Rightarrow f = \frac{Fs}{S} \Rightarrow s = \frac{fS}{F} \Rightarrow S = \frac{Fs}{f}\)

4. Áp suất khí quyển

- Do không khí có trọng lượng nên Trái Đất và mọi vật trên Trái Đất chịu tác dụng của áp suất khí quyển. Giống như áp suất chất lỏng áp suất này tác dụng theo mọi phương.

- Áp suất khí quyển được xác định bằng áp suất cột thủy ngân trong ống Tô-ri-xe-li.

- Đơn vị của áp suất khí quyển là mmHg (760mmHg = 1,03.10⁵Pa)

- Càng lên cao áp suất khí quyển càng giảm (cứ lên cao 12m thì giảm 1mmHg).

5. Công thức tính Lực đẩy Archimedes

- Mọi vật nhúng trong chất lỏng đều bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với một lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này được gọi là lực đẩy Archimedes.

- Công thức tính: F_A = d.V

- Điều kiện vật nổi, chìm, lơ lửng:

• F_A > P \(\Rightarrow\) Vật nổi
• F_A = P \(\Rightarrow\) Vật lơ lửng
• F_A < P \(\Rightarrow\) Vật chìm

--------------------------------------------------------------------

Có thể thấy, việc nắm vững công thức áp suất và lực đẩy Archimedes không chỉ giúp học sinh giải nhanh các dạng bài tập Vật lý 9 mà còn nâng cao khả năng tư duy, phân tích hiện tượng thực tế. Đây là nền tảng kiến thức quan trọng để học tốt môn Vật lý ở các lớp trên cũng như vận dụng trong đời sống hằng ngày.

Hy vọng rằng với hệ thống công thức, phương pháp giải và bài tập có đáp án chi tiết, bài viết sẽ là tài liệu hữu ích để bạn củng cố và rèn luyện kỹ năng làm bài. Hãy kết hợp việc học lý thuyết với luyện tập nhiều dạng bài khác nhau để tự tin chinh phục các kỳ kiểm tra và kỳ thi quan trọng.