Một ống thủy tinh có chiều dài l = 50 cm, tiết diện S = 0,5 cm2, được hàn

Câu hỏi số 762976:

Vận dụng

Một ống thủy tinh có chiều dài l = 50 cm, tiết diện S = 0,5 cm², được hàn kín một đầu và chứa đầy không khí. Biết khối lượng ống m = 15 g, áp suất khí quyển p₀ =760 mmHg. Ấn ống chìm vào trong nước theo phương thẳng đứng, đầu kín ở trên. Để giữ ống trong nước sao cho đầu trên của ống thấp hơn mặt nước đoạn h = 10 cm thì lực F cần đặt lên ống bằng bao nhiêu Newton? (làm tròn hai chữ số thập phân).

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:762976

Phương pháp giải

- Áp dụng định luật Boyle: \(pV = const.\)

- Lực tác dụng lên ống thủy tinh bao gồm: Trọng lực \(\vec P\), lực đẩy Archimedes \({\vec F_A}\) và lực để giữ ống \(\vec F\).

- Áp dụng điều kiện cân bằng của vật, về độ lớn: \(P + F = {F_A},\)với \({F_A} = DVg\), V là thể tích của phần khí chiếm chỗ chất lỏng.

Giải chi tiết

Trạng thái 1: \(\left\{ \begin{array}{l}{p_1} = {p_0}\\{V_1} = S\ell \end{array} \right.\)

Trạng thái 2: \(\left\{ \begin{array}{l}{p_2} = {p_0} + h + x\\{V_2} = S.x\end{array} \right.\)

Vì nhiệt độ của khí bên trong ống không đổi nên áp dụng định luật Boyle ta được:

\(\begin{array}{l}{p_1}{V_1} = {p_2}{V_2} \Rightarrow 76.50 = \left( {76 + \dfrac{{10 + x}}{{13,6}}} \right).x\\ \Rightarrow x \approx 47,37\left( {cm} \right)\end{array}\)

Lực tác dụng lên ống thủy tinh bao gồm: Trọng lực \(\vec P\), lực đẩy Archimedes \({\vec F_A}\) và lực để giữ ống \(\vec F\).

Khi ống đứng yên ta có:

\(F + P = {F_A} \Rightarrow F = {F_A} - P = DVg - mg = DSxg - mg\)

Thay số vào ta được:

\(F = 1000.0,{5.10^{ - 4}}.0,4737.10 - {15.10^{ - 3}}.10 \approx 0,09\left( N \right)\)

Đáp án cần điền là: 0,09

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.