Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật Boyle cho khí lý tưởng, theo đó áp suất và thể tích của một lượng khí không đổi ở nhiệt độ không đổi có mối quan hệ tỉ lệ nghịch.
1. **Tính thể tích ban đầu của không khí trong bơm:**
Đường kính trong của bơm là 3 cm, nên bán kính \( r \) là:
\[
r = \frac{3}{2} = 1.5 \text{ cm} = 0.015 \text{ m}
\]
Thể tích của bơm (hình trụ) được tính bằng công thức:
\[
V = \pi r^2 h
\]
Trong đó \( h \) là chiều cao của pit-tông. Tuy nhiên, chiều cao không cần thiết để tính lực tác dụng lên pit-tông, vì chúng ta chỉ cần biết thể tích giảm.
2. **Tính áp suất khi thể tích giảm đi 4 lần:**
Giả sử thể tích ban đầu là \( V_0 \), khi thể tích giảm đi 4 lần thì thể tích mới là:
\[
V = \frac{V_0}{4}
\]
Theo định luật Boyle:
\[
p_0 V_0 = p V
\]
Thay \( V \) vào phương trình:
\[
p_0 V_0 = p \left(\frac{V_0}{4}\right)
\]
Rút gọn, ta có:
\[
p = 4p_0
\]
Thay \( p_0 = 10^5 \text{ Pa} \):
\[
p = 4 \times 10^5 \text{ Pa} = 4 \times 10^5 \text{ N/m}^2
\]
3. **Tính lực tác dụng lên pit-tông:**
Lực tác dụng lên pit-tông được tính bằng công thức:
\[
F = p \cdot S
\]
Trong đó \( S \) là diện tích mặt cắt ngang của pit-tông:
\[
S = \pi r^2 = \pi (0.015)^2
\]
Tính diện tích:
\[
S = 3.14 \times (0.015)^2 = 3.14 \times 0.000225 = 0.0007065 \text{ m}^2
\]
Bây giờ tính lực:
\[
F = 4 \times 10^5 \times 0.0007065 \approx 282.6 \text{ N}
\]
4. **Làm tròn kết quả:**
Kết quả làm tròn lấy phần nguyên là:
\[
F \approx 283 \text{ N}
\]
**Đáp án:** Lực tác dụng lên pit-tông là 283 N.
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.