Áp suất chất lỏng Hướng dẫn

Tổng quan

Tại sao thợ lặn biển sâu phải mặc những bộ đồ chịu áp lực nặng nề? Tại sao các con đập được xây dựng rộng hơn ở đáy? Câu trả lời nằm sâu trong chất lỏng. Thí nghiệm này sử dụng một vi áp kế (áp kế ống chữ U) để đưa bạn xuống dưới nước để đo lường trực quan và khám phá 'ba biến số chính' quyết định áp suất chất lỏng.

Bối cảnh

Khái niệm chính

Công thức và diễn giải

Các bước thí nghiệm

1. 1

   Kiểm tra độ kín khí

   Trước khi thí nghiệm, hãy ấn nhẹ màng cao su của đầu dò. Nếu xuất hiện chênh lệch độ cao rõ rệt ở mức chất lỏng trong ống chữ U và phục hồi sau khi thả tay, thiết bị đã kín khí.
2. 2

   Khám phá Độ sâu so với Áp suất

   Đặt đầu dò thẳng đứng vào nước sạch và thay đổi 'Độ sâu đầu dò'. Quan sát cách chênh lệch độ cao ống chữ U thay đổi khi độ sâu $h$ tăng lên.
3. 3

   Xác minh sự bằng nhau về hướng

   Giữ ở cùng độ sâu và chuyển đổi 'Hướng đầu dò' (Lên, Xuống, Trái, Phải). Quan sát và xác nhận xem chênh lệch độ cao có giữ nguyên không đổi hay không.
4. 4

   So sánh các chất lỏng khác nhau

   Ở cùng độ sâu, chuyển đổi chất lỏng từ 'Nước sạch' sang 'Nước muối' hoặc 'Dầu hỏa'. So sánh ảnh hưởng của các mật độ khác nhau đối với áp suất.

Mục tiêu học tập

• Xác nhận rằng áp suất tại cùng một điểm dưới nước là bằng nhau theo mọi hướng
• Nắm vững quy luật áp suất tăng tuyến tính theo độ sâu
• Xác minh rằng ở cùng một độ sâu, mật độ chất lỏng càng lớn thì áp suất càng lớn
• Hiểu ứng dụng của nguyên lý 'Bình thông nhau' trong quá trình đo lường

Ứng dụng thực tế

• Đập Tam Hiệp: Được thiết kế cực kỳ rộng ở đáy để chịu được áp suất ngang khổng lồ ở mức nước sâu
• Giới hạn lặn: Sự khác biệt trong thiết kế giữa thợ lặn thông thường và tàu lặn biển sâu chính là để đối phó với các áp suất thủy tĩnh khác nhau
• Tháp nước: Tận dụng chênh lệch độ cao để tạo ra áp suất nhằm cung cấp nước cho cư dân ở các tầng cao hơn

Sự hiểu lầm phổ biến

Đọc thêm

• Wikipedia - Tĩnh học lưu chất