Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 71
Lời giải chi tiết SGK Lớp 8 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 71–72
Tóm tắt lý thuyết
- Truyền áp suất trong chất lỏng (định luật Pascal): Áp suất tác dụng lên chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng. Đây là nguyên lí hoạt động của máy nén thủy lực.
- Khí quyển: lớp không khí dày hàng nghìn kilômét bao quanh Trái Đất.
- Áp suất khí quyển: áp suất do lớp không khí bao quanh Trái Đất tác dụng lên mọi vật. Áp suất này tác dụng theo mọi phương.
Bài 2 (trang 69): Giải thích máy nén thủy lực (Hình 16.5)
Đề: Hình 16.5 vẽ sơ đồ nguyên lí máy nén thủy lực. Hãy vận dụng tính chất truyền nguyên vẹn áp suất theo mọi hướng của chất lỏng để giải thích tại sao khi người tác dụng một lực nhỏ vào pit-tông nhỏ lại nâng được ô tô đặt trên pit-tông lớn.
Lời giải:
Khi tác dụng lực $F_1$ lên pit-tông nhỏ có diện tích $S_1$, ta tạo ra áp suất:
$$p = \dfrac{F_1}{S_1}$$
Áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn sang pit-tông lớn có diện tích $S_2$. Do đó lực nâng ở pit-tông lớn là:
$$F_2 = p \cdot S_2 = F_1 \cdot \dfrac{S_2}{S_1}$$
Vì $S_2 \gg S_1$ (pit-tông lớn có tiết diện lớn hơn rất nhiều), nên $F_2 \gg F_1$.
➡️ Chỉ cần tác dụng một lực nhỏ vào pit-tông nhỏ, máy đã tạo ra lực rất lớn ở pit-tông lớn, đủ để nâng được ô tô.
Câu hỏi (trang 69): Ví dụ truyền áp suất nguyên vẹn theo mọi hướng
Đề: Hãy tìm thêm ví dụ trong đời sống minh hoạ áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được chất lỏng truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.
Trả lời (một số ví dụ):
- Phanh thủy lực (phanh dầu) của ô tô, xe máy: đạp nhẹ chân phanh, áp suất truyền qua dầu phanh đến các má phanh ở cả bốn bánh.
- Kích thủy lực nâng ô tô khi sửa chữa.
- Bóp một quả bóng cao su chứa đầy nước có nhiều lỗ nhỏ: nước phun ra ở tất cả các lỗ với mức độ như nhau theo mọi hướng.
- Súng nước, ống tiêm: ấn pit-tông, nước bị đẩy ra theo hướng vòi.
Thí nghiệm 3 (trang 69): Tấm nylon che miệng cốc úp ngược
Đề: Rót đầy nước vào cốc, đặt tấm nylon cứng che kín miệng cốc, giữ chặt rồi úp ngược cốc. Đưa nhẹ tay ra, quan sát xem tấm nylon có bị nước đẩy rời khỏi miệng cốc không. Giải thích.
Kết quả – Giải thích:
Khi bỏ tay ra, tấm nylon vẫn được giữ chặt vào miệng cốc, nước không chảy ra.
Nguyên nhân: áp suất khí quyển tác dụng từ phía dưới lên tấm nylon lớn hơn áp suất do cột nước trong cốc gây ra (cộng với áp suất khí ở phần trên). Vì áp suất khí quyển tác dụng theo mọi phương, lực đẩy từ dưới lên đủ giữ tấm nylon và nước lại.
➡️ Thí nghiệm chứng tỏ áp suất khí quyển tồn tại và tác dụng theo phương từ dưới lên.
Thí nghiệm ống thủy tinh (trang 70 – Hình 16.8)
Đề: Nhúng ống thủy tinh hở hai đầu vào cốc nước cho nước dâng lên một phần, lấy ngón tay bịt kín đầu trên rồi kéo ống ra. Quan sát nước có chảy ra không? Vẫn bịt đầu trên, nghiêng ống theo các phương khác nhau, nước có chảy ra không? Giải thích.
Kết quả – Giải thích:
- Khi bịt kín đầu trên và kéo ống ra: nước không chảy ra khỏi ống.
- Khi nghiêng ống theo nhiều phương khác nhau: nước vẫn không chảy ra.
Giải thích: đầu trên bị bịt nên không khí không lọt vào. Áp suất khí quyển tác dụng vào đầu dưới của ống (theo mọi phương) giữ cột nước lại, cân bằng với trọng lượng cột nước. Dù nghiêng theo hướng nào, áp suất khí quyển vẫn tác dụng đủ mạnh để giữ nước.
➡️ Thí nghiệm chứng tỏ áp suất khí quyển tác dụng theo mọi phương.
Câu hỏi 1 (trang 70): Ví dụ chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển
Trả lời:
- Hút bớt không khí trong hộp sữa giấy → hộp bị bẹp do áp suất khí quyển bên ngoài ép vào.
- Bẻ một đầu ống hút trong hộp sữa, hút nước lên được nhờ chênh lệch áp suất.
- Giác hút (móc treo) ép vào tường: đẩy hết không khí ra, áp suất khí quyển ép giác hút dính chặt.
- Thí nghiệm tấm nylon và ống thủy tinh ở trên.
- Khi rót nước từ bình kín, phải hé một lỗ thông khí thì nước mới chảy đều.
Câu hỏi 2 (trang 70): Áp suất trên mặt hồ và đáy hồ
Đề: Áp suất tác dụng lên mặt hồ nước và áp suất tác dụng lên đáy hồ nước là áp suất nào?
Trả lời:
- Mặt hồ: chỉ chịu áp suất khí quyển (không khí phía trên ép xuống).
- Đáy hồ: chịu tổng của áp suất khí quyển và áp suất do cột nước (áp suất chất lỏng) gây ra:
$$p_{\text{đáy}} = p_{\text{khí quyển}} + p_{\text{nước}} = p_0 + d \cdot h$$
trong đó $d$ là trọng lượng riêng của nước, $h$ là độ sâu của hồ.
➡️ Vì vậy áp suất ở đáy hồ luôn lớn hơn áp suất ở mặt hồ.
Câu hỏi (trang 70): Tiếng động trong tai khi thay đổi áp suất đột ngột
Đề: Tìm ví dụ và mô tả hiện tượng thực tế về sự tạo thành tiếng động trong tai khi thay đổi áp suất đột ngột.
Trả lời (ví dụ và mô tả):
- Đi máy bay lúc cất/hạ cánh: áp suất bên ngoài thay đổi nhanh, hai bên màng nhĩ mất cân bằng áp suất → tai bị ù, có tiếng động "lụp bụp". Khi nuốt nước bọt, ngáp hoặc nhai kẹo cao su, vòi tai mở rộng cho không khí vào tai giữa, cân bằng lại áp suất → hết ù tai.
- Đi thang máy lên/xuống tòa nhà cao tầng nhanh: tai cũng hơi ù.
- Leo núi cao hoặc lái xe lên đèo: áp suất giảm dần, tai bị ù.
- Lặn xuống nước sâu: áp suất tăng nhanh, tai bị ép, đau và có tiếng động.
Cơ chế: vòi tai (ống nối tai giữa với vòm mũi – họng) điều hòa áp suất hai bên màng nhĩ. Khi áp suất đổi quá nhanh, vòi tai phản ứng không kịp, màng nhĩ bị đẩy lệch về phía áp suất nhỏ hơn → sinh tiếng động/ù tai. Động tác nuốt, ngáp giúp vòi tai mở ra, đưa không khí vào cân bằng áp suất.
Hai trang này chủ yếu là lý thuyết và câu hỏi vận dụng, không có bài tập tính toán phức tạp. Nếu em muốn cô luyện thêm bài tập tính áp suất khí quyển hoặc máy nén thủy lực thì nói nhé!