Bài 15: Áp suất trên một bề mặt

1. Kiến thức trọng tâm

Áp suất là độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép. Áp lực là lực ép vuông góc với bề mặt bị ép. Áp suất kí hiệu là $p$, được tính bằng công thức $p = \frac{F}{S}$, trong đó $F$ là áp lực (đơn vị niutơn, N), $S$ là diện tích bị ép (đơn vị mét vuông, $m^2$). Đơn vị của áp suất là pascal (Pa), $1 , Pa = 1 , N/m^2$.

Từ công thức, ta thấy áp suất càng lớn khi áp lực càng lớn hoặc diện tích bị ép càng nhỏ. Vì vậy, cùng một áp lực, vật có diện tích tiếp xúc nhỏ sẽ gây áp suất lớn hơn. Ví dụ: mũi đinh nhọn dễ đóng vào gỗ vì diện tích đầu đinh rất nhỏ, tạo áp suất lớn; lưỡi dao sắc cắt dễ hơn dao cùn vì diện tích lưỡi tiếp xúc nhỏ.

Trong đời sống, người ta vận dụng cách làm tăng hoặc giảm áp suất. Muốn tăng áp suất, ta tăng áp lực hoặc giảm diện tích bị ép: đinh nhọn, dao sắc, kim khâu. Muốn giảm áp suất, ta giảm áp lực hoặc tăng diện tích bị ép: xe tải nhiều bánh, giày đi trên tuyết có đế rộng, kê tấm ván dưới chân khi đi trên đất mềm.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ: Một người có trọng lượng 600 N đứng bằng hai chân, tổng diện tích hai bàn chân tiếp xúc với mặt đất là $0,03 , m^2$. Áp suất người đó tác dụng lên mặt đất là $p = \frac{600}{0,03} = 20000$ Pa. Nếu người đó đứng bằng một chân, diện tích tiếp xúc giảm một nửa, áp suất tăng gấp đôi thành 40000 Pa. Điều này giải thích vì sao đứng bằng một chân trên nền đất mềm lún sâu hơn.

3. Ghi nhớ

• Áp suất: $p = \frac{F}{S}$; đơn vị pascal (Pa).
• Áp lực là lực ép vuông góc với bề mặt bị ép.
• Tăng áp suất: tăng áp lực hoặc giảm diện tích bị ép; giảm áp suất: làm ngược lại.