Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 69
Lời giải chi tiết SGK Lớp 8 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 69–70
Lưu ý: Hình ảnh được cung cấp thực tế là trang 67 và 68 của Bài 16: Áp suất chất lỏng. Áp suất khí quyển.
📘 Bài 16: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG. ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN
Câu hỏi mở đầu (Trang 67)
Đề bài: Vì sao muốn nước trong bình có thể chảy ra khi mở vòi thì trên nắp bình phải có một lỗ nhỏ (hình bên)?
Cách giải
Bước 1: Khi mở vòi nước, nước chảy ra khỏi bình → mực nước trong bình giảm xuống.
Bước 2: Nếu nắp bình kín hoàn toàn, phần không gian phía trên mực nước sẽ không có không khí bổ sung vào. Áp suất không khí trong bình giảm dần.
Bước 3: Áp suất khí quyển bên ngoài bình lớn hơn áp suất không khí bên trong, nó sẽ ép vào miệng vòi và ngăn không cho nước chảy ra.
Bước 4: Khi nắp bình có một lỗ nhỏ, không khí bên ngoài liên tục đi vào bình qua lỗ đó. Áp suất bên trong và bên ngoài bình cân bằng nhau, nước có thể chảy ra đều đặn.
Trả lời: Trên nắp bình phải có một lỗ nhỏ để không khí bên ngoài đi vào bình, giúp áp suất bên trong bình bằng với áp suất khí quyển bên ngoài. Nhờ vậy, nước mới chảy ra khỏi vòi được dễ dàng.
I – ÁP SUẤT CHẤT LỎNG
1. Tác dụng của áp suất chất lỏng lên vật đặt trong nó
Thí nghiệm 1 (Trang 67 – 68): Nhúng bình trụ có các màng cao su mỏng bịt ở đáy C và các lỗ A, B vào bình nước.
Câu 1 (Trang 68)
Đề bài: Nếu các màng cao su bị biến dạng như Hình 16.2 thì chứng tỏ điều gì?
Cách giải
Bước 1: Quan sát hình 16.2: các màng cao su ở đáy C và hai bên thành bình (lỗ A, B) đều bị lõm vào phía trong bình trụ.
Bước 2: Màng cao su bị lõm vào nghĩa là có một lực ép từ phía nước bên ngoài tác dụng vuông góc vào màng cao su.
Bước 3: Lực ép này xuất hiện ở cả đáy và hai thành bên → nước tác dụng lực ép theo nhiều phương khác nhau.
Trả lời: Việc các màng cao su bị biến dạng (lõm vào trong) chứng tỏ chất lỏng (nước) gây áp suất lên các thành bình và đáy bình. Áp suất này tác dụng theo mọi phương lên vật đặt trong nó.
Câu 2 (Trang 68)
Đề bài: Với những vị trí khác nhau ở cùng một độ sâu thì áp suất chất lỏng tác dụng lên bình có thay đổi không?
Cách giải
Bước 1: Khi giữ nguyên độ sâu của bình trụ trong nước, di chuyển bình sang các vị trí khác nhau.
Bước 2: Quan sát thấy mức độ biến dạng (lõm vào) của các màng cao su không thay đổi.
Bước 3: Mức độ biến dạng của màng cao su phản ánh độ lớn của áp suất tác dụng lên nó. Mức độ không đổi nghĩa là áp suất không đổi.
Trả lời: Ở cùng một độ sâu, dù đặt bình ở các vị trí khác nhau thì áp suất chất lỏng tác dụng lên bình không thay đổi.
Câu 3 (Trang 68)
Đề bài: Khi đặt bình sâu hơn (từ vị trí P đến Q) thì tác dụng của chất lỏng lên bình thay đổi như thế nào?
Cách giải
Bước 1: Ở vị trí P (nông hơn): các màng cao su bị lõm vào ít.
Bước 2: Khi hạ bình xuống vị trí Q (sâu hơn ít nhất 10 cm): quan sát thấy các màng cao su bị lõm vào nhiều hơn rõ rệt.
Bước 3: Màng cao su lõm vào càng nhiều chứng tỏ lực ép (áp suất) tác dụng lên màng càng lớn.
Trả lời: Khi đặt bình ở vị trí sâu hơn (từ P xuống Q), áp suất của chất lỏng tác dụng lên bình tăng lên. Vậy độ sâu càng lớn thì áp suất chất lỏng càng lớn.
Câu 4 (Trang 68)
Đề bài: Có phải chất lỏng chỉ tác dụng áp suất lên bình theo một phương như chất rắn không?
Cách giải
Bước 1: Chất rắn (ví dụ một quyển sách đặt trên bàn) chỉ ép xuống mặt bàn theo phương thẳng đứng (phương trọng lực).
Bước 2: Trong thí nghiệm với bình trụ:
- Màng cao su ở đáy C bị lõm → có áp suất theo phương thẳng đứng từ dưới lên.
- Màng cao su ở lỗ A và lỗ B (hai thành bên) cũng bị lõm → có áp suất theo phương ngang.
Bước 3: Như vậy nước tác dụng áp suất lên bình theo nhiều phương khác nhau, không giống chất rắn.
Trả lời: Không. Chất lỏng tác dụng áp suất lên vật đặt trong nó theo mọi phương (lên, xuống, sang ngang), khác với chất rắn chỉ tác dụng theo phương của trọng lực.
💡 Mẹo nhớ: "Chất lỏng đè khắp mọi nơi – Càng sâu càng mạnh, đừng lơ chỗ nào."
2. Sự truyền áp suất chất lỏng
Câu hỏi (Trang 68): Từ kết quả mô tả ở thí nghiệm trên (Thí nghiệm 2 – Hình 16.3), hãy rút ra kết luận về sự truyền áp suất tác dụng vào chất lỏng theo mọi hướng.
Cách giải
Bước 1: Pit-tông (1) có tiết diện gấp 2 lần pit-tông (2). Đặt 4 quả nặng lên pit-tông (1) thì cần đặt 2 quả nặng lên pit-tông (2) để cân bằng → tỉ lệ 4 : 2 = 2 : 1.
Bước 2: Đặt 2 quả nặng lên pit-tông (1) thì cần 1 quả nặng lên pit-tông (2) → tỉ lệ 2 : 1.
Bước 3: Tỉ số số quả nặng đặt vào hai pit-tông luôn bằng tỉ số tiết diện hai pit-tông. Như vậy áp suất (lực ép trên một đơn vị diện tích) tại hai pit-tông là bằng nhau.
Bước 4: Điều này chứng tỏ áp suất tác dụng vào chất lỏng ở pit-tông (1) đã được chất lỏng truyền nguyên vẹn tới pit-tông (2).
Kết luận: Áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng. Đây chính là nguyên lý Pascan.
💡 Mẹo nhớ: "Pascan nói thật rõ ràng – Áp lực truyền đi mọi đàng nguyên xi."
Hoạt động thảo luận nhóm (Trang 68)
Đề bài: Mô tả và giải thích các hiện tượng trong thí nghiệm ở Hình 16.4a và Hình 16.4b.
Cách giải
a) Hình 16.4a — Bình thổi nước thành tia (bình xịt nước hoa đơn giản)
Bước 1: Khi thổi không khí vào ống (1), luồng khí đi nhanh qua đầu trên của ống (2). Áp suất phía trên ống (2) giảm xuống.
Bước 2: Áp suất khí quyển lớn hơn ép xuống mặt nước trong bình, đẩy nước trong ống (2) dâng lên cao.
Bước 3: Khi lên đến đầu ống (2), nước gặp luồng khí đang thổi mạnh nên bị xé nhỏ thành các hạt sương và phun ra ở (4).
Hiện tượng: Nước được phun ra thành tia sương ở đầu vòi. Giải thích: Do chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài bình, áp suất khí quyển đẩy nước theo ống (2) đi lên rồi bị luồng khí thổi xé thành tia.
b) Hình 16.4b — Quả bóng có nhiều lỗ gắn pit-tông
Bước 1: Quả bóng chứa nước, có rất nhiều lỗ nhỏ phân bố theo mọi hướng. Đẩy pit-tông để ép vào nước.
Bước 2: Lực ép của pit-tông tạo ra một áp suất tác dụng vào nước trong quả bóng.
Bước 3: Theo nguyên lý Pascan, áp suất này được nước truyền đi nguyên vẹn tới mọi điểm trong quả bóng.
Bước 4: Tại mỗi lỗ nhỏ, áp suất đẩy nước phun vọt ra ngoài. Các tia nước phun ra theo mọi hướng và mạnh như nhau.
Hiện tượng: Nước phun ra mạnh và đều theo mọi phía qua tất cả các lỗ trên quả bóng. Giải thích: Áp suất do pit-tông tạo ra được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng (định luật Pascan), nên nước phun ra mọi lỗ với độ mạnh gần như bằng nhau.
🎯 Ghi nhớ bài học: - Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và mọi vật đặt trong nó. - Ở cùng độ sâu, áp suất chất lỏng có giá trị như nhau ở mọi vị trí. - Càng xuống sâu, áp suất chất lỏng càng lớn. - Định luật Pascan: Áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng. - Ứng dụng: bình xịt, máy ép thủy lực, phanh dầu ô tô...