Terus ke kandungan
IGCSE·Tuition
Fizik · Pelajaran

Kira tekanan cecair dalam keadaan yang dinyatakan

Soalan tekanan cecair memberi ketumpatan, kedalaman dan nilai g, dan kemahirannya ialah menggunakan hanya yang penting.

Dalam halaman ini
  1. Apakah maksud setiap simbol?
  2. Cara menyelesaikan soalan
  3. Contoh berlangkah
  4. Kesilapan yang perlu diperhatikan
  5. Semak kendiri
  6. Ke mana selepas ini

Untuk mencari tekanan yang disebabkan oleh cecair, gunakan p = ρ × g × h, dengan ρ (rho) ialah ketumpatan (density) cecair, g ialah kekuatan medan graviti dan h ialah kedalaman menegak di bawah permukaan. Ia muncul dalam soalan tentang empangan, penyelam, tangki dan kapal selam.

Pelajaran ini mengikuti mengaitkan tekanan dengan daya dan luas dan terletak dalam tekanan dalam pepejal dan bendalir.

Apakah maksud setiap simbol?

  • p ialah tekanan daripada cecair, dalam pascal (Pa).
  • ρ ialah ketumpatan cecair, dalam kg/m³. Air tawar kira-kira 1000 kg/m³.
  • g ialah kekuatan medan graviti. Gunakan nilai yang dinyatakan dalam soalan, biasanya 10 N/kg.
  • h ialah kedalaman menegak dari permukaan ke titik itu, dalam meter.

Persamaan ini berfungsi kerana cecair di atas satu titik mempunyai berat, dan berat itu menekan setiap meter persegi. Titik yang lebih dalam mempunyai lebih banyak cecair di atasnya.

Cara menyelesaikan soalan

  1. Kenal pasti cecair dan ketumpatannya. Tukar g/cm³ kepada kg/m³ dengan mendarab 1000 jika perlu.
  2. Cari kedalaman menegak. Ukur terus ke bawah dari permukaan, bukan sepanjang cerun atau tiub.
  3. Tulis p = ρgh dan gantikan nilai dengan unit.
  4. Tentukan apa yang ditanya. Jika soalan meminta daya pada suatu objek, gunakan F = p × A selepas itu.
  5. Nyatakan unit dan semak bahawa jawapan munasabah.

Contoh berlangkah

Sebuah tangki mengandungi air tawar sedalam 1.8 m secara menegak. Cari tekanan yang disebabkan oleh air pada lantai. Gunakan ρ = 1000 kg/m³ dan g = 10 N/kg. (Data contoh rekaan.)

Langkah 1, persamaan: p = ρgh.

Langkah 2, gantian: p = 1000 × 10 × 1.8.

Langkah 3, kira: 1000 × 10 = 10 000, dan 10 000 × 1.8 = 18 000.

Jawapan: p = 18 000 Pa, atau 1.8 × 10⁴ Pa.

Jika lantai mempunyai penutup berluas 0.050 m², dayanya ialah F = 18 000 × 0.050 = 900 N.

Kesilapan yang perlu diperhatikan

Kesilapan lazim ialah menggunakan panjang tiub condong dan bukan kedalaman menegak.

Jawapan yang salah: minyak berketumpatan 800 kg/m³ memenuhi tiub yang condong. Lajur minyak sepanjang tiub ialah 1.0 m, tetapi bahagian atasnya hanya 0.50 m lebih tinggi daripada bahagian bawah. Pelajar menggunakan h = 1.0 m dan mendapat 8000 Pa.

Tekanan bergantung pada ketinggian menegak sahaja, jadi nilai h yang digunakan salah.

Pembetulannya ialah h = 0.50 m: p = 800 × 10 × 0.50 = 4000 Pa. Sentiasa lukis garis menegak dari permukaan ke titik itu dan gunakan panjang tersebut.

Semak kendiri

Gunakan g = 10 N/kg.

1. Merkuri mempunyai ketumpatan 13 600 kg/m³. Cari tekanan yang disebabkan oleh lajur merkuri setinggi 0.76 m.

Tunjukkan jawapan

p = ρgh = 13 600 × 10 × 0.76 = 13 600 × 7.6 = 103 360 Pa. Kepada 3 angka bererti, 1.03 × 10⁵ Pa.

2. Tekanan yang disebabkan oleh air tawar pada suatu titik ialah 30 000 Pa. Berapakah kedalaman titik itu? (ρ = 1000 kg/m³)

Tunjukkan jawapan

h = p ÷ (ρg) = 30 000 ÷ (1000 × 10) = 30 000 ÷ 10 000 = 3.0 m

3. Sebuah tiub sempit dan sebuah tasik luas kedua-duanya mengandungi air tawar. Satu titik dalam setiap satu berada 2.0 m di bawah permukaan. Bandingkan tekanannya.

Tunjukkan jawapan

Kedua-duanya p = 1000 × 10 × 2.0 = 20 000 Pa. Tekanannya sama, kerana cecair, kedalaman dan g adalah sama.

Ke mana selepas ini

Seterusnya, tukar persamaan ini kepada hujah bertulis dalam menerangkan perbezaan tekanan dengan kedalaman. Apabila anda bertemu tiub-U, lihat gambar rajah jenis manometer.

Pelajar yang boleh menggantikan nilai dalam p = ρgh masih kehilangan markah pada kedalaman dan unit semasa peperiksaan. Guru kami meneliti corak sebegitu dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.

Soalan lazim

Adakah lebar bekas mengubah tekanan?

Tidak. Bagi cecair tertentu, tekanan pada satu titik bergantung pada kedalaman menegak, ketumpatan dan g, bukan pada lebar bekas. Tiub sempit dan tasik yang luas memberi tekanan yang sama pada kedalaman yang sama, yang mengejutkan ramai pelajar pada mulanya.

Nilai g yang manakah patut saya gunakan?

Gunakan nilai yang dinyatakan dalam soalan. Banyak soalan IGCSE memberi g = 10 N/kg, dan ada yang memberi 9.8 N/kg. Semak kertas soalan dan laman sukatan pelajaran Cambridge semasa, kerana nilai yang dinyatakan mempengaruhi digit terakhir jawapan anda.

Adakah p = ρgh termasuk tekanan atmosfera?

Tidak. p = ρgh memberi tekanan yang disebabkan oleh cecair sahaja. Jika soalan meminta jumlah tekanan pada suatu kedalaman, tambah tekanan atmosfera, iaitu kira-kira 1.0 × 10⁵ Pa pada permukaan. Baca soalan untuk melihat yang mana satu diminta.

Dikemas kini:

Langkah seterusnya

Jika pilihan antara p = F ÷ A dan p = ρgh masih terasa tidak pasti, guru satu dengan satu boleh menyusun kuantiti mana milik persamaan mana menggunakan kerja anda sendiri.

Kelas percubaan berbayar satu jam pada kadar guru yang disahkan, bermula RM80. Yuran lain, jadual dan susunan seterusnya disahkan terus bersama guru selepas kelas percubaan.

Tuisyen diatur bersama ibu bapa atau penjaga. Hantar halaman ini kepada mereka melalui WhatsApp supaya mereka boleh bertanya bagi pihak anda.

Ibu bapa atau penjaga? Tanya di sini

9,000+ pelajar telah dibantu melalui perkhidmatan kami