Công thức tính áp lực và cách giải các dạng bài tập (2026) chi tiết nhất

Công thức tính áp lực và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất

I. Lý thuyết

1. Khái niệm

- Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép.

- Áp lực là đại lượng vec – tơ:

+ Phương: vuông góc với bề mặt chịu lực

+ Chiều: hướng vào mặt chịu lực

+ Đơn vị là Niu – ton (N)

2. Công thức

- Áp suất là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của áp lực lên mặt bị ép.

$p=\frac{F}{S}\Rightarrow F=p.S$

Trong đó:

+ p là áp suất (Pa hoặc N/m²)

+ F là áp lực tác dụng lên mặt bị ép (N)

+ S là diện tích bề mặt bị ép (m²)

- Trong trường hợp vật nằm trên mặt phẳng ngang lực kéo tác dụng vào vật song song với quãng đường chuyển động, ta có: N = P

- Trong trường hợp vật nằm trên mặt phẳng ngang lực kéo tác dụng vào vật hợp với phương ngang một góc, ta phân tích lực thành hai thành phần theo quy tắc hình bình hành như hình vẽ. Ta có: $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_1}=\overrightarrow{P}$

Chọn chiều dương như hình vẽ, ta tìm được độ lớn: N = P - F_k.sinα

- Trong trường hơp vật nằm trên mặt phẳng nghiêng như hình vẽ, ta có: N = P_y = Pcosα

II. Bài tập vận dụng

Bài 1: Một vật trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 10m, cao 5m. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1.Lấy g = 9,8m/s². Tính áp lực của vật tác dụng lên mặt phẳng nghiêng?

Lời giải

- Khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng, có 3 lực tác dụng lên vật:

+ Trọng lực: $\overrightarrow{P}$

+ Phản lực của mặt phẳng nghiêng: $\overrightarrow{N}$ (có phương vuông góc với mp nghiêng) (trong hình kí hiệu là $\overrightarrow{Q}$)

+ Lực ma sát trượt: $\overrightarrow{F_{mst}}$

- Theo định luật II Niutơn:

$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{mst}}=m\overrightarrow{a}$

Mà: $\overrightarrow{P}=\overrightarrow{P_1}+\overrightarrow{P_2}$

Nên: $\overrightarrow{P_1}+\overrightarrow{P_2}+\overrightarrow{F_{mst}}+\overrightarrow{N}=m\overrightarrow{a}$

Mặt khác: $\overrightarrow{P_2}+\overrightarrow{N}=\overrightarrow{0}$

=> N = P₂ = Pcosα = mgcosα

Bài 2: Một người tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,7.10⁴ N/m. Diện tích của bàn chân tiếp xúc với mặt bàn là 0,03m. Hỏi trọng lượng và khối lượng của người đó?

Lời giải:

Trọng lượng của người chính là P = p.S = 17000.0,03 = 510N

Khối lượng của người là $m=\frac{P}{10}=\frac{510}{10}=51kg$

Câu 3: Một viên gạch dạng hình hộp chữ nhật có kích thước các chiều dài, rộng, cao lần lượt là 20cm; 10cm; 5cm. Biết viên gạch nặng 1,2kg. Đặt viên trên mặt bàn nằm ngang thì áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:

Lời giải:

- Trọng lượng của viên gạch là:

1,2.10 = 12 (N)

- Áp suất của viên gạch tác dụng lên mặt bàn nhỏ nhất khi diện tíc tiếp xúc lớn nhất.

- Diện tích tiếp xúc lớn nhất là: 20.10 = 200 (cm²) = 0,02 (m²)

20.10 = 200 (cm²) = 0,02 (m²)

- Áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:

$p=\frac{F}{S}=\frac{12}{0,02}=600 (N/m^2)$

Câu 4: Hai người có khối lượng lần lượt là m₁ và m₂. Người thứ nhất đứng trên tấm ván diện tích S₁, người thứ hai đứng trên tâm ván diện tích S₂. Nếu m₂ = 1,2m₁ và S₁ = 1,2 S₂ thì khi so sánh áp suất hai người đứng trên mặt đất ta có:

Lời giải:

m₂ = 1,2m₁ => P₂ = 1,2P₁.

- Vậy áp lực F₂ = 1,2F₁

- Áp dụng công thức: $p=\frac{F}{S}$

- Suy ra: $p_1=\frac{F_1}{S_1}=\frac{F_1}{1,2S_2}; p_2=\frac{F_2}{S_2}=\frac{1,2F_1}{S_2}\Rightarrow p_2=1,44p_1$

Câu 5: Một người tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,9.10⁴ N/m². Diện tích của hai bàn chân tiếp xúc với mặt sàn là 0,03m². Hỏi trọng lượng và khối lượng của người đó?

Lời giải:

- Trọng lượng của người đó là :

P = p.S = 17000 . 0,03 = 570 (N)

- Khối lượng của người đó là : m = P/10 = 57 (kg)

III. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Áp lực là:

A. Lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép.

B. Lực ép có phương song song với mặt bị ép.

C. Lực ép có phương tạo với mặt bị ép một góc bất kì.

D. Lực ép có phương trùng với mặt bị ép.

Đáp án đúng là: A

Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép

Bài 2: Công thức nào sau đây là công thức tính áp suất?

A. $p=\frac{F}{S}$.

B. p = F.S.

C. $p=\frac{P}{S}$.

D. p = P.S.

Đáp án đúng là: A

Công thức tính áp suất $p=\frac{F}{S}$. Trong đó:

F là độ lớn áp lực (N)

S là diện tích mặt bị ép (m²)

p là áp suất chất lỏng (Pa)

Bài 3: Đơn vị nào không phải đơn vị đo của áp suất là:

A. Pa (Pascan).

B. kg/m³.

C. mmHg (milimét thủy ngân).

D. atm (atmôtphe).

Đáp án đúng là: B

Công thức tính áp suất $p=\frac{F}{S}$. Đơn vị kg/m³ là đơn vị của khối lượng riêng.

Bài 4: Đơn vị của áp lực là:

A. N/m².

B. Pa.

C. N.

D. N/cm².

Đáp án đúng là: C

Đơn vị của áp lực là Niutơn (N)

Bài 5: Khi nhúng một khối lập phương vào nước, mặt nào của khối lập phương chịu áp lực lớn nhất của nước?

A. Áp lực như nhau ở cả 6 mặt.

B. Mặt trên

C. Mặt dưới

D. Các mặt bên

Đáp án đúng là: C

Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào độ sâu của điểm ta xét, ở mặt dưới của khối lập phương sẽ tương ứng với vị trí có độ sâu lớn nhất so với các điểm khác của khối lập phương. Nên áp suất ở mặt dưới là lớn nhất, diện tích các mặt khối lập phương như nhau nên áp lực ở mặt dưới lớn nhất.

Bài 6: Muốn tăng áp suất thì:

A. giảm diện tích mặt bị ép và giảm áp lực theo cùng tỉ lệ.

B. giảm diện tích mặt bị ép và tăng áp lực.

C. tăng diện tích mặt bị ép và tăng áp lực theo cùng tỉ lệ.

D. tăng diện tích mặt bị ép và giảm áp lực.

Đáp án đúng là: B

$p=\frac{F}{S}$⇒ Muốn tăng áp suất, ta tăng lực ép hoặc giảm diện tích mặt bị ép S

Bài 7:Một vật có dạng hình hộp chữ nhật có kích thước 20 x 10 x 5 cm đặt trên mặt bàn nằm ngang. Biết khối lượng riêng của chất làm vật ρ = 1840 kg/m³. Tính áp suất lớn nhất và nhỏ nhất khi vật đó tác dụng lên mặt bàn.

A. 1840 Pa và 368 Pa.

B. 1840 Pa và 920 Pa.

C. 3680 Pa và 1840 Pa.

D. 3680 Pa và 920 Pa.

Đáp án đúng là: D

Thể tích của vật: V = 20 x 10 x 5 = 1000 cm³ = 10^-3 m³

Trọng lượng của vật: P = m.g = ρ.V.g = 1840.10^-3.10 = 18,4 (N)

Mặt bàn nằm ngang nên áp lực đúng bằng trọng lượng của vật: F = P = 18,4 N

Diện tích mặt tiếp xúc lớn nhất giữa vật với mặt bàn:

S₁ = 20 cm x 10 cm = 200 cm² = 2.10^-2 m²

Áp suất nhỏ nhất tác dụng lên mặt bàn: $p_1=\frac{F}{S_1}=\frac{18,4}{{2.10}^{-2}}=920Pa$

Diện tích mặt tiếp xúc nhỏ nhất giữa vật với mặt bàn:

S₁ = 10 cm x 5 cm = 50 cm² = 5.10^-3 m²

Áp suất lớn nhất tác dụng lên mặt bàn: $p_2=\frac{F}{S_2}=\frac{18,4}{{5.10}^{-3}}=3680Pa$

Bài 8: Chọn đáp án đúng. Tác dụng của áp lực lên mặt bị ép càng lớn khi nào?

A. khi cường độ áp lực càng lớn.

B. khi diện tích mặt bị ép càng nhỏ.

C. khi cường độ áp lực càng lớn và diện tích mặt bị ép càng nhỏ.

D. khi cường độ áp lực càng nhỏ và diện tích mặt bị ép càng lớn.

Đáp án đúng là: C.

Tác dụng của áp lực lên mặt bị ép càng lớn khi nào khi cường độ áp lực càng lớn và diện tích mặt bị ép càng nhỏ.

Bài 9: Biết thể tích các chất chứa trong bốn bình ở hình vẽ bằng nhau, $S_1=S_2=S_3=4S_4;$${\rho }_{cat}=3,6{\rho }_{nuocmuoi}=4{\rho }_{nuoc}$. Sự so sánh nào sau đây về áp lực của các chất trong bình tác dụng lên đáy bình là đúng?

A. $F_1=F_2=F_3=F_4$.

B. $F_1>F_4>F_2>F_3$.

C. $F_1>F_4>F_2=F_3$.

D. $F_4>F_3>F_2=F_1$.

Đáp án đúng là: C

Áp lực có độ lớn bằng trọng lượng P của vật tác dụng lên mặt đáy.

Trọng lượng: P = mg

Mà khối lượng $m=\rho V$

Do thể tích của chất lỏng ở các bình bằng nhau, mà ${\rho }_{cat}=3,6{\rho }_{nuocmuoi}=4{\rho }_{nuoc}$ nên có:

$\Rightarrow m_{cat}=3,6m_{nuocmuoi}=4m_{nuoc}$$\Rightarrow P_{cat}=3,6P_{nuocmuoi}=4P_{nuoc}$

$\Rightarrow F_{cat}=3,6F_{nuocmuoi}=4F_{nuoc}$$\Rightarrow F_1=3,6F_4=4F_2=4F_3$$\Rightarrow F_1>F_4>F_2=F_3$

Bài 10: Áp suất không có đơn vị nào dưới đây?

A. atm.

B. Pa.

C. mmHg.

D. N/m.

Đáp án đúng là: D

A, B, C – đúng. Có $1atm=760mmHg\approx {10}^{5}Pa.$

D – sai vì đây là đơn vị của độ cứng lò xo.