Bài 1: Một xe tăng có trọng lượng P = 30000N, diện tích tiếp xúc của các bản xích xe tăng lên mặt đất là 1,2 m2.
a, Tính áp suất của xe tăng tác dụng lên mặt đường.
b, Hãy so sánh áp suất của xe tăng lên mặt đất với áp suất của một người nặng 70kg có diện tích tiếp xúc của hai bàn chân lên mặt đất là 200cm2 và rút ra kết luận.
Bài 2: Một toa tàu lửa khối lượng 48 tấn có 4 trục bánh sắt, mỗi trục có 2 bánh xe, diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt ray là 4,5 cm2.
a, Tính áp suất của toa tàu lên đường ray khi toa tàu đỗ trên mặt ray bằng phẳng.
b, Tính áp suất của toa tàu lên mặt đất nếu tổng diện tích tiếp xúc ray và tà vẹt lên mặt đất là 2,4 m2
Bài 3: Một diễn viên xiếc có khối lượng 65kg cùng những chiếc ghế gỗ có khối lượng tổng cộng 60kg, xếp chồng cân bằng trên một cái ghế 4 chân có khối lượng 5kg. Diện tích tiếp xúc của một chân ghế là 10cm2. Tính áp suất của mỗi chân ghế tác dụng lên sàn sân khấu.
Bài Làm:
Bài 1:
a) Áp lực của xe tăng tác dụng lên mặt đất bằng đúng trọng lượng của xe tăng:
F = P = 30000N
Áp suất của xe tăng tác dụng lên mặt đường là:
p = $\frac{F}{S}=\frac{30000}{1,2}$ = 25000 (N/m2)
b) Trọng lượng của người: P’= 10.m = 10.70= 700N
=> Áp lực của người lên mặt đất: F’ = P’ = 700N
Diện tích mặt tiếp xúc: S’ = 200cm2 = 0,02m2
Áp suất của người tác dụng lên mặt đất:
p' = $\frac{F'}{S'}=\frac{700}{0,02}$ = 35000 (N/m2)
So sánh: p’ = 35000N/m2 > p = 25000N/m2
=> Áp suất phụ thuộc vào áp lực và diện tích bị áp, vật có trọng lượng lớn có thể gây áp suất nhỏ nếu diện tích mặt tiếp xúc lớn, ngược lại vật có trọng lượng nhỏ có thể gây áp suất lớn nếu diện tích mặt tiếp xúc nhỏ.
Bài 2: Diện tích tiếp xúc tổng cộng của các bánh xe lên mặt ray:
S = (4.2) 4,5 = 36 cm2 = 0,0036 m2
Áp lực do toa tàu tác dụng xuống ray bằng đúng trọng lượng của toa tàu:
F = P = 10m = 10.48000 = 480000N
Áp suất tác dụng lên ray: p = $\frac{F}{S}=\frac{480000}{0,0036}$ = 133333333,3 N/m2
b) Áp suất do toa tàu tác dụng lên mặt đất:
p' = $\frac{F'}{S'}=\frac{480000}{2,4}$ = 200000 N/m2
Bài 3: Áp lực phân bố đều cho mỗi chân ghế:
F = $\frac{10.(65+60+5)}{4}$ = 325 N
Diện tích của mỗi chân ghế là:
S = 10 cm2 = 0,001 m2
Áp suất của mỗi chân ghế tác dụng lên sàn là:
p = $\frac{F}{S}=\frac{325}{0,001}$ = 325000 (N/m2)