Ôn tập bài tập tổng hợp áp suất chất rắn
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em tự tin giải một đề ôn tập tổng hợp về áp suất chất rắn, gồm các bài toán nhiều phần liên kết với nhau, đúng cấu trúc và độ khó một bài kiểm tra cuối chương thực sự.
Kiến thức nền cần nhớ
Bài này không thêm công thức mới. Nó luyện lại toàn bộ chuỗi lập luận đã ôn ở bài trước — xác định F, xác định S, tính p = F/S, so sánh với giới hạn, tính lại S nếu cần — trong những bài toán có nhiều phần (a), (b), (c) liên kết chặt với nhau, đòi hỏi kết quả phần trước dùng cho phần sau.
Trong đề kiểm tra thực tế, một bài toán áp suất hiếm khi chỉ hỏi đúng một câu 'tính p'. Đề thường nối tiếp: tính p, rồi hỏi có an toàn không, rồi hỏi cần thay đổi gì để an toàn. Bài học này luyện đúng dạng bài nối tiếp nhiều phần đó.
Kiến thức trọng tâm
- 1
Một cột thép chịu tải trọng của mái nhà, tổng lực nén xuống móng là F = 240 000 N. Móng cột có dạng hình vuông cạnh a. a) Nếu a = 2 m, tính áp suất cột tác dụng lên nền đất. b) Biết nền đất tại vị trí xây chỉ chịu được áp suất tối đa 50 000 Pa, hỏi móng với a = 2 m có an toàn không? c) Nếu chưa an toàn, cạnh a tối thiểu của móng vuông phải là bao nhiêu?
- 2
Ta có: S = a² = 2² = 4 m². Áp dụng p = F/S: p = 240 000 : 4 = 60 000 Pa.
- 3
So sánh: p = 60 000 Pa > p_max = 50 000 Pa. Vậy móng với a = 2 m KHÔNG an toàn — áp suất vượt giới hạn nền đất.
- 4
Từ p = F/S, suy ra S_min = F/p_max = 240 000 : 50 000 = 4,8 m². Vì móng hình vuông nên S = a², suy ra a_min = √4,8 ≈ 2,19 m.
- 5
Vậy cạnh móng vuông cần tối thiểu khoảng 2,19 m; trong thực tế, kĩ sư sẽ làm tròn lên, chọn cạnh móng a ≥ 2,2 m để đảm bảo an toàn có dự phòng, thay vì lấy đúng giá trị tối thiểu vừa đủ.
- 1Một máy giặt có tổng trọng lượng (kể cả nước và đồ giặt) là 800 N. Phương án 1: đặt trực tiếp lên 4 chân cao su nhỏ, tổng diện tích tiếp xúc 0,008 m². Phương án 2: đặt thêm một tấm đế cao su lớn bên dưới, diện tích tiếp xúc tăng lên 0,32 m². Hãy tính áp suất của mỗi phương án và giải thích vì sao phương án 2 giúp máy giặt ổn định hơn, ít làm hỏng sàn hơn.
- 2
Áp dụng p = F/S: p₁ = 800 : 0,008 = 100 000 Pa.
- 3
Áp dụng p = F/S: p₂ = 800 : 0,32 = 2 500 Pa.
- 4
So sánh: p₁ : p₂ = 100 000 : 2 500 = 40 lần. Vậy phương án 2 giảm áp suất máy giặt tác dụng lên sàn tới 40 lần so với phương án 1, dù trọng lượng máy giặt không đổi — đây chính là lí do tấm đế cao su lớn giúp sàn nhà không bị lõm, nứt và máy giặt cũng đứng vững hơn khi vận hành.
Ở bài toán ba phần như ví dụ móng cột thép, một lỗi thường gặp là dùng nhầm giá trị a = 2 m ở câu c thay vì tính lại S_min rồi mới suy ra a_min. Khi đề đã kết luận phương án ban đầu KHÔNG an toàn, mọi phép tính ở câu tiếp theo phải xuất phát lại từ điều kiện p = p_max, không dùng lại số liệu cũ.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Một bài toán áp suất chất rắn nhiều phần chỉ là chuỗi lập luận quen thuộc được nối dài: đọc kĩ từng phần, dùng kết quả phần trước cho phần sau, và luôn kết thúc bằng một kết luận rõ ràng có đơn vị. Nắm vững quy trình này, em đã sẵn sàng cho bài kiểm tra Chương Áp suất chất rắn.
Khoá học Áp suất chất rắn đến đây là hoàn chỉnh. Bài học tiếp theo trong lộ trình Vật lí 8 sẽ mở rộng sang áp suất chất lỏng và nguyên lí bình thông nhau — nơi cùng công thức p = F/S sẽ được so sánh với một công thức áp suất hoàn toàn mới.