Giải SBT Vật lí 10 trang 28 Cánh diều

Giải SBT Vật lí 10 trang 28 Cánh diều

Bài 2.40 trang 28 SBT Vật lí 10: Khối lượng riêng của thép là 7 850 kg/m³. Một quả cầu thép bán kính 0,150 m có khối lượng 80,90 kg. Cho biết công thức tính thể tích của khối cầu là $V=\frac{4}{3}\pi r^3$. Chứng tỏ rằng quả cầu này rỗng và tính thể tích phần rỗng.

Lời giải

Thể tích quả cầu:

$V=\frac{4}{3}\pi r^3=\frac{4}{3}\pi .0,{150}^3=0,014\left(m^3\right)$

Nếu quả cầu thép đặc thì sẽ có khối lượng:

$m=\rho .D=7850.0,014=109,9\left(kg\right)$

Giá trị này lớn hơn khối lượng của quả cầu nên quả cầu rỗng.

Phần rỗng có khối lượng:

$m_r=109,9-80,90=29\left(kg\right)$

Do đó, thể tích phần rỗng của quả cầu là:

$V_r=\frac{m_r}{\rho }=\frac{29}{7850}=0,004\left(m^3\right)$

Bài 2.41 trang 28 SBT Vật lí 10: Một chiếc ghế trọng lượng 80 N có bốn chân, diện tích mỗi chân 10 cm². Tính áp suất do ghế tác dụng lên sàn.

Lời giải

Diện tích bị ép của mặt sàn:

$S=4.\left({10.10}^{-4}\right)={40.10}^{-4}\left(m^2\right)$

Áp suất do ghế tác dụng lên sàn:

$$\begin{gathered} p=\frac{F}{S}=\frac{80}{{40.10}^{-4}} \\ =20000N/m^2 \end{gathered}$$

Bài 2.42 trang 28 SBT Vật lí 10: Đáy một tàu thủy bị thủng ở độ sâu 1,2 m. Người ta tạm sửa bằng cách đặt một miếng vá áp vào lỗ thủng từ phía trong. Biết lỗ thủng rộng 200cm² và khối lượng riêng của nước là $\rho =1000kg/m^3$. Lực tối thiểu bằng bao nhiêu để được giữ miếng vá? Lấy g = 10 m/s².

Lời giải

Áp suất lên miếng vá ở độ sâu 1,2m là

$$\begin{gathered} p=p_o+\rho .g.h \\ =p_o+\mathrm{1000.10.1},2=p_o+12000\left(Pa\right) \end{gathered}$$

Do trong tàu cũng có áp suất khí quyển p₀ nên để giữ được miếng vá từ phía trong, thì lực tối thiểu bằng áp lực của nước lên miếng vá:

$$\begin{gathered} F=\rho .g.h.S \\ ={\mathrm{12000.200.10}}^{-4}=240\left(N\right) \end{gathered}$$

Bài 2.43 trang 28 SBT Vật lí 10: Vì sao càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm?

Lời giải

Càng lên cao, mật độ khí quyển càng giảm, lực hút của Trái Đất lên các phân tử khí càng giảm và bề dày của khí quyển tính từ điểm đo áp suất càng giảm nên áp suất khí quyển càng giảm.

Bài 2.44 trang 28 SBT Vật lí 10: Một khối lập phương có cạnh 0,20 m nổi trên mặt nước như hình 2.8, phần chìm dưới nước cao 0,15 m. Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³.

a. Tính chênh lệch áp suất tác dụng lên mặt đáy và mặt trên của khối lập phương.

b. Tính lực đẩy lên khối lập phương do chênh lệch áp suất này gây ra. Lực này chính là lực đẩy Archimedes của nước lên khối lập phương. Cách tính lực đẩy của nước lên khối lập phương có gì khác nếu cả khối nằm trong nước?

c. Giải thích tại sao nếu khối lập phương là vật đặc đồng chất thì có thể xác định được chất liệu của nó qua thí nghiệm này.

Lời giải

a. Do mặt trên của khối lập phương không nằm trong nước, không chịu tác dụng của áp suất nước nên chênh lệch áp suất tác dụng lên mặt đáy và mặt trên của khối lập là:

$$\begin{gathered} \Delta p=\rho .g.\Delta h \\ =\mathrm{1000.10.0},15=1500\left(Pa\right) \end{gathered}$$

b. Lực đẩy của nước lên đáy của khối lập phương:

$$\begin{gathered} F=\Delta p.S=1500.\left(0,20.0,20\right) \\ =60\left(N\right) \end{gathered}$$

Nếu cả khối lập phương nằm trong nước thì lực đẩy của nước lên khối lập phương là hợp lực của áp lực lên mặt đáy và lên mặt trên của khối. Vì áp suất của nước lên đáy lớn hơn lên mặt trên nên hợp lực có chiều đẩy khối lập phương lên.

c. Khối lập phương chịu tác dụng của trọng lực và lực đẩy Archimedes của nước. Vì vật nằm yên trên mặt thoáng nên hai lực này là hai lực cân bằng, ta có:

F = P = 60 N

Nếu khối lập phương là vật đặc đồng chất thì trọng lượng của vật được tính qua khối lượng riêng ${\rho }_v$ của chất liệu: $P={\rho }_{v}gV$

Do đó, ta có thể tính được ${\rho }_v$ tức là xác định được chất liệu của khối lập phương.

Bài 2.45 trang 28 SBT Vật lí 10: Một bình chữ U chứa các chất lỏng A và B không hòa tan, không phản ứng với nhau sẽ có trạng thái ổn định như hình 2.9. Thước đo gắn với bình có đơn vị đo là cm.

a. Nhận xét về áp suất tại các điểm thuộc hai nhánh ống nhưng đều ở mực chất lỏng L?

b. So sánh khối lượng riêng của hai chất lỏng A và B.

Lời giải

a. Áp suất của chất lỏng A ở nhánh bên phải bằng tổng áp suất của chất lỏng B và một phần chất lỏng A ở nhánh bên trái.

b. Xét các điểm thuộc hai nhánh ống nằm ở mực chất lỏng M như hình 2.45G sẽ có cùng áp suất, tức là: ${\rho }_B.g.h_B={\rho }_A.g.h_A$

$\Rightarrow \frac{{\rho }_A}{{\rho }_B}=\frac{h_B}{h_A}=\frac{50}{60}=\frac{5}{6}$

V. Tổng hợp lực và phân tích lực

Bài 2.46 trang 28 SBT Vật lí 10: Hai lực có độ lớn lần lượt là 6N và 8N. Độ lớn hợp lực của hai lực này có thể

A. nhỏ hơn 6 N.

B. lớn hơn 8 N.

C. nhận giá trị bất kì.

D. nhận giá trị trong khoảng từ 2 N đến 14 N.

Lời giải

Đáp án đúng là: D

Độ lớn hợp lực thỏa mãn: $\left|F_1-F_1\right|\le F\le F_1+F_2$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Giải SBT Vật lí 10 trang 19

Giải SBT Vật lí 10 trang 20

Giải SBT Vật lí 10 trang 21

Giải SBT Vật lí 10 trang 22

Giải SBT Vật lí 10 trang 23

Giải SBT Vật lí 10 trang 24

Giải SBT Vật lí 10 trang 25

Giải SBT Vật lí 10 trang 26

Giải SBT Vật lí 10 trang 27

Giải SBT Vật lí 10 trang 29

Giải SBT Vật lí 10 trang 30

Giải SBT Vật lí 10 trang 31

Giải SBT Vật lí 10 trang 32

Giải SBT Vật lí 10 trang 33

Giải SBT Vật lí 10 trang 34