Áp lực là gì? Áp suất là gì? Sự khác nhau áp lực và áp suất

Một trong những đại lượng vật lý có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống đó là áp lực và áp lực. Vậy áp lực là gì và áp lực là gì? Chúng có liên quan như thế nào? Bài viết này sẽ giúp các bạn tìm hiểu những khái niệm cơ bản, phân biệt rõ ràng giữa áp lực và áp lực để học vật lý tốt hơn.

Áp lực là gì?

Áp suất (ký hiệu: F) là đại lượng vật lý biểu thị lực tác dụng vuông góc lên một diện tích nhất định. Nói một cách đơn giản hơn, áp suất là độ lớn của lực chia cho diện tích bị ép.

Công thức tính áp suất

FA = F/S

• FA: Áp suất (N/m2)
• F: Áp suất (N)
• S: Diện tích ép (m2)

Đặc điểm của áp suất là gì?

• vuông góc với bề mặt ép: Lực ép phải tác dụng vuông góc với bề mặt ép để tạo áp suất.
• Có thể đo bằng đơn vị: Đơn vị đo áp suất phổ biến nhất là Newton trên mét vuông (N/m2) hoặc Pascal (Pa).
• Có thể thay đổi: Áp suất có thể thay đổi tùy theo áp suất và diện tích được nhấn.

Một ví dụ về áp lực là gì?

• Khi chúng ta bước trên mặt đất, lực của cơ thể tác dụng lên vùng bàn chân sẽ tạo ra áp lực lên mặt đất.
• Khi chúng ta bơm xe đạp, áp lực của bàn tay tác dụng lên khu vực của pít-tông sẽ tạo ra áp lực lên không khí trong lốp, giúp xe đạp phồng lên.
• Khi chúng ta dùng búa đập vào một chiếc đinh, áp lực mà búa tác dụng lên diện tích đầu đinh sẽ tạo ra một áp lực đủ để đóng đinh vào gỗ.

Vai trò của áp lực là gì?

Áp lực có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống như:

• Cơ học: Áp suất được dùng để tạo ra lực đẩy, lực nâng, lực kẹp,… trong động cơ, máy móc.
• Vật lý: Áp suất được dùng để giải thích các hiện tượng như áp suất khí quyển, lực đẩy Archimedes, v.v.
• Kỹ thuật: Áp suất được sử dụng trong các thiết bị như máy ép, máy thủy lực,..

Áp lực là gì?

Sau khi tìm hiểu áp lực là gì chúng ta sẽ tìm hiểu một khái niệm khác mà mọi người thường nhầm lẫn. Đó là áp lực. Áp suất (ký hiệu: p) là đại lượng vật lý biểu thị độ lớn của áp suất tác dụng lên một đơn vị diện tích. Nói cách khác, áp suất là áp suất chia cho diện tích được ép trên một mét vuông.

Công thức tính áp suất

p = F/S

• p: Áp suất (N/m2, Pa)
• F: Áp suất (N)
• S: Diện tích ép (m2)

Đặc điểm của áp suất

• Có phương vuông góc với bề mặt ép: Giống như áp suất, áp suất cũng tác dụng vuông góc với bề mặt ép.
• Có thể đo bằng đơn vị: Đơn vị đo áp suất phổ biến nhất là Pascal (Pa), N/m2, atm (atmosfera), mmHg (milimét thủy ngân),…
• Biến đổi: Áp suất có thể thay đổi tùy thuộc vào áp suất và diện tích được nhấn.

Ví dụ về áp suất

Để phân biệt rõ ràng sự khác biệt giữa áp suất và áp suất, chúng ta có thể tìm hiểu thêm các ví dụ về áp suất:

• Khi chúng ta ngâm mình trong nước, áp lực nước tác động lên cơ thể chúng ta từ mọi phía. Áp lực này phụ thuộc vào độ sâu của chúng ta trong nước.
• Khi chúng ta đi xe đạp, áp suất khí quyển tác động lên phía trước xe đạp, tạo ra lực cản.
• Khi chúng ta sử dụng máy bơm không khí, áp suất khí nén được tạo ra trong máy giúp làm phồng ô tô, bóng,…

Vai trò của áp lực

Áp lực đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như:

• Khí tượng thủy văn: Áp suất khí quyển giúp dự báo thời tiết, khí hậu.
• Kỹ thuật: Áp suất được sử dụng trong các thiết bị như máy ép, máy nén khí, phanh thủy lực,..
• Y học: Áp lực được sử dụng trong các phương pháp điều trị như tiêm tĩnh mạch, chụp X-quang, v.v.

Sự khác biệt giữa áp suất và áp suất là gì?

Để tìm hiểu sự khác biệt giữa áp suất và áp suất, chúng ta cần tìm hiểu bảng sau:

Ghi chú:

• Áp suất và áp suất có liên quan chặt chẽ với nhau nhưng là hai đại lượng khác nhau.
• Áp suất là đại lượng biểu thị tổng lực tác dụng lên một diện tích, trong khi áp suất là đại lượng biểu thị độ lớn của áp suất trên một đơn vị diện tích.

Các bài tập thao tác liên quan đến áp lực và áp lực

Sau khi tìm hiểu thế nào là áp lực và thế nào là áp lực các bạn có thể tìm hiểu một số bài tập liên quan như sau:

Bài 1

Một người đi xe đạp có khối lượng 60kg tác dụng một áp suất 150N/m2 lên mặt đường. Diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt đường là bao nhiêu?

Phần thưởng:

Gọi diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt đường là S (m2).

Theo công thức tính áp suất ta có:

p = F/S => 150N/m2 = 600N/2S (vì có 2 bánh xe)

=> S = 600N / (150N/m2 * 2) = 2m2

Vậy diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt đường là 2m2.

Bài 2

Một chiếc tàu ngầm có diện tích mặt đáy là 200m2. Khi lặn xuống độ sâu 100m, áp suất tác dụng lên thân tàu là bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của nước biển là 10000N/m³.

Phần thưởng:

Áp suất tác dụng lên thân tàu bằng áp suất nước ở độ sâu 100m.

Áp lực nước ở độ sâu h được tính theo công thức:

p = d * h

Trong đó:

• p: Áp lực nước (Pa)
• d: Tỷ trọng của nước (N/m³)
• h: Độ sâu (m)

Vậy áp suất tác dụng lên thân tàu là:

p = 10000N/m³ * 100m = 1000000Pa

Bài 3

Sau khi đã biết thế nào là áp suất và thế nào là áp suất chúng ta có thể vận dụng nó để giải bài tập sau:

Một bình hình trụ có diện tích đáy là 30cm2. Người ta đổ nước vào bình đến độ cao 40cm. Áp suất do nước tác dụng lên đáy bình là bao nhiêu?

Phần thưởng:

Áp suất của nước tác dụng lên đáy bể bằng áp suất của nước ở độ cao 40 cm.

Áp lực nước ở độ cao h được tính theo công thức:

p = d * h

Trong đó:

• p: Áp lực nước (Pa)
• d: Tỷ trọng của nước (N/m³)
• h: Độ cao (m)

Chuyển đổi đơn vị:

• 40cm = 0,4m

Vậy áp suất do nước tác dụng lên đáy bình là:

p = 10000N/m³ * 0,4m = 4000Pa

Bài 4

Sau khi biết áp suất là gì, các em có thể vận dụng nó để giải bài tập sau:

Một khối gỗ hình lập phương có cạnh dài 5 cm được đặt trong nước. Khối lượng riêng của gỗ là 8000N/m³. Áp suất do khối gỗ tác dụng lên đáy bình là bao nhiêu?

Phần thưởng:

Bước 1: Tính trọng lượng của khối gỗ:

Trọng lượng của khối gỗ được tính theo công thức:

P = m * g

Trong đó:

• P: Trọng lượng (N)
• m: Khối lượng (kg)
• g: Gia tốc trọng trường (m/s²) (g ≈ 10m/s²)

Thể tích của khối gỗ được tính theo công thức:

m = D * V

Trong đó:

• m: Khối lượng (kg)
• D: Trọng lượng riêng (N/m³)
• V: Thể tích (m³)

Thể tích của một khối gỗ được tính theo công thức:

V = a^3

Trong đó:

• V: Thể tích (m³)
• a: Bên (m)

Vậy khối lượng của khối gỗ là:

m = D * V = 8000N/m³ * (0,05m)^3 = 10N

Trọng lượng của khối gỗ là:

P = m * g = 10N * 10m/s² = 100N

Bước 2: Tính áp suất do khối gỗ tác dụng lên mặt đáy bình:

Áp suất do khối gỗ tác dụng lên mặt đáy lọ bằng trọng lượng của khối gỗ chia cho diện tích mặt đáy lọ.

Diện tích mặt đáy của bình bằng diện tích một cạnh của khối gỗ hình lập phương.

Diện tích một mặt của hình lập phương bằng gỗ được tính theo công thức:

S = a^2

Vậy áp suất do khối gỗ tác dụng lên mặt đáy bình là:

p = P / S = 100N / (0,05m)^2 = 40000N

Những điều cần lưu ý khi giải bài tập liên quan đến áp lực và áp lực là gì?

Để giải các bài tập liên quan đến áp lực và áp suất một cách chính xác và hiệu quả các bạn cần lưu ý những điểm sau:

Nắm vững các khái niệm cơ bản

Khi giải bài tập về áp lực và áp lực, bạn cần nắm vững một số khái niệm, công thức sau:

• Áp suất: Là lực tác dụng lên một bề mặt.
• Áp suất: Là độ lớn của áp suất tác dụng lên một đơn vị diện tích.
• Công thức tính áp suất: p = F/S, trong đó:
  • p: Áp suất (Pa)
  • F: Lực (N)
  • S: Diện tích ép (m2)
• Đơn vị đo áp suất: Pascal (Pa), N/m2, atm, mmHg,…
• Các loại bài tập áp dụng:
  • Tính áp suất khi biết lực và diện tích bị ép.
  • Tính lực khi biết áp suất và diện tích bị nén.
  • Tính diện tích ép khi biết lực và áp suất.
  • So sánh áp lực trong các trường hợp khác nhau.
  • Vận dụng kiến ​​thức về áp suất, áp suất để giải thích các hiện tượng vật lý.

Phân tích chủ đề một cách cẩn thận

Dưới đây là các bước phân tích vấn đề trước khi giải quyết vấn đề mà bạn cần hiểu rõ:

• Xác định các đại lượng đã biết và cần thiết trong bài toán.
• Xác định các công thức dùng để giải bài tập.
• Lập kế hoạch giải bài tập hợp lý.

Thực hiện tính toán chính xác và phân tích kết quả

Trong quá trình tính toán, bạn có thể sử dụng máy tính nếu cần thiết. Sau đó, bạn có thể kiểm tra kết quả sau khi tính toán và phân tích ý nghĩa của kết quả. Ngoài ra, bạn cũng có thể so sánh kết quả thu được với giá trị thực tế hoặc các bài tập tương tự.

Như vậy, chúng ta đã biết áp lực là gì và áp lực là gì qua bài viết trên. Đây là hai đại lượng vật lý có liên quan chặt chẽ với nhau nhưng có sự khác biệt rõ ràng về bản chất. Hiểu được áp lực và áp suất giúp chúng ta hiểu được có bao nhiêu hiện tượng vật lý hoạt động. Từ đó có thể áp dụng vào học tập hoặc các lĩnh vực khác của cuộc sống.

Tham khảo các bài viết liên quan:

• Diện tích xung quanh hình trụ và ứng dụng
• Công thức tính diện tích bề mặt và thể tích hình cầu