Công thức tính áp suất chất rắn

Có bao giờ các bạn thắc mắc rằng tại sao đầu kim phải được làm nhọn không? Đáp án là nhằm thay đổi áp suất chất rắn. Vậy áp suất chất rắn là gì? Công thức tính áp suất chất rắn như thế nào? Qua bài viết này, chúng tôi sẽ giải đáp các vấn đề đó.

1. Áp suất chất rắn là gì?

Áp suất chất rắn là lực ép (áp lực) của rắn tác động lên một diện tích vật thể nhất định, và áp lực này chỉ gây nên áp suất tại bề mặt vật tiếp xúc trực tiếp với chất rắn.

Đặc điểm nhằm phân biệt áp suất chất rắn với các loại áp suất khác là áp suất được chất rắn gây ra với phương vuông góc với mặt của vật bị ép.

2. Công thức tính áp suất chất rắn ra sao?

2.1. Đơn vị đo áp suất và ký hiệu của áp suất nói chung

Ký hiệu của áp suất nói chung: dù là trong công thức tính áp chất rắn, chất lỏng hay chất khí áp suất luôn được ký hiệu bởi chữ cái p.

Đơn vị đo áp suất nói chung: Một số đơn vị đo áp suất đang được sử dụng phổ biến hiện nay có thể kể đến như:

• Pa (Pascal): là đơn vị được đặt theo tên của nhà vật lý nổi tiếng người Pháp, và là đơn vị thuộc hệ đo lường quốc tế (SI). Đây cũng là đơn vị quy ước của áp suất trong công thức tính áp suất chất rắn sẽ nêu ở dưới đây.
• Bar: Đây là một trong những đơn vị đo lường áp suất, nó không thuộc bảng đơn vị đo lường quốc tế và được sử dụng lần đầu tiên bởi một nhà khí tượng học người Na Uy. 1 Bar được quy đổi tương đương với 100.000 Pa.
• Psi: Đơn vị đo áp suất này đặc biệt được sử dụng phổ biến ở Bắc Mỹ nói chung và nước Mỹ nói riêng. Thay vì để đo áp suất chất rắn, đơn vị này thường được dùng để đo lường áp suất của chất lỏng và chất khí hơn.
• Atm: atm cũng là một trong số các đơn vị dùng để đo áp suất không thuộc hệ đo lường quốc tế. Tuy không thuộc hệ thống trên nhưng nó cũng đã được thông qua tại Hội nghị toàn thể vè Cân đo. Đơn vị này cũng đã giải quyết được vấn đề quá nhỏ và không thuận lợi của đơn vị Pa.

2.2 Công thức tính áp suất chất rắn như nào?

Công thức tính áp suất chất rắn được thể hiện như sau: p = F/S.

Giải thích các ký hiệu:

• p là áp suất mà chất rắn gây ra tại bề mặt vật thể tiếp xúc (đơn vị đo lường là Pa hoặc N/m²)
• F là lực ép hay áp lực mà chất rắc tác động lên vật thể (đơn vị đo lường là N)
• S là toàn bộ thiết diện phần tiếp xúc giữa chất rắn và vật thể (đơn vị đo lường là m²)

3. Một số cách giúp thay đổi áp suất

3.1 Cách làm tăng áp suất chất rắn

Áp dụng chính công thức tính áp suất chất rắn nêu trên, ta có thể dễ dàng đưa ra một số biện pháp nhằm làm giảm áp suất tác động lên vật như sau:

• Cách 1: Giữ nguyên phần diện tích của vật bị nén bởi chất rắn và tăng lực nén do chất rắn tác động lên.
• Cách 2: Giữ nguyên lực nén do chất rắn gây ra và tăng phần diện tích vật bị ép.
• Cách 3: Tăng áp lực của chất rắn lên vật và giảm diện tích vật bị nén bởi chất rắn.

3.2 Cách làm giảm áp suất chất rắn

Cũng vẫn sử dụng công thức tính áp suất chất rắn đã nói ở trên, các cách làm giúp giảm áp suất sẽ ngược lại với việc nhằm làm tăng áp suất. Cụ thể được nêu lại như sau:

• Cách 1: Giữ nguyên phần diện tích vật bị ép bởi chất rắn và làm giảm áp lực do chất rắn gây nên.
• Cách 2: Giữ nguyên độ lớn lực ép bởi chất rắn và tăng diện tích phần tiếp xúc giữa chất rắn và vật.
• Cách 3: Đòng thời làm giảm lực nén của chất rắn nên vật và tăng điện tích tiếp xúc của hai chất trên.

4. Áp dụng áp suất chất rắn vào cuộc sống

Ứng dụng trong việc chế tạo các dụng cụ cắt, tỉa:

Qua ứng dụng này chúng ta sẽ giải thích được tại sao các công cụ cắt, tỉa thường được mài sắt, và có xu hướng làm nhọn hơn. Công thức tính áp suất chất rắn được nêu ra là p = F/S, với việc mài sắc hoặc là nhọn các vật sẽ giúp làm giảm giảm diện tích phần tiếp xúc giữa công cụ và vật khác. Do đó, dù ta vẫn tác động một lực tương đương thì với các vật đã được làm nhọn, mài sắt áp suất tác dụng lên nó là lớn hơn. Ứng dụng này giúp ta tiết kiệm lực bỏ ra hơn.

Ứng dụng trong việc chế tạo bánh xe máy ủi:

Ta thấy rằng các bánh xe của máy ủi được làm rất to, cồng kềnh. Việc làm này nhằm mục đích làm giảm áp suất của bánh xe tác động lên đường. Được suy ra từ công thức tính áp suất chất rắn, để giảm áp suất ta cần tăng điện tích tiếp xúc của hai vật lên. Và ta thấy rằng các bánh xe máy ủi được chế tạo đã làm rất tốt điều này, phần diện tích tiếp xúc giữa chúng và mặt đường là tương đối lớn. Việc ày cũng sẽ giúp hạn chế việc sụt lún đường.

Hi vọng với bài chia sẻ trên, các bạn đọc của Vimi đã có thể biết được áp suất chất rắn là gì? Công thức tính áp suất chất rắn như thế nào.