Một học sinh của Trung Tâm Bồi Dưỡng Kiến Thức Thiên Thành đi xe đạp bị hết hơi trong săm xe, học sinh đó mượn bơm để bơm xe. Sau 10 lần bơm thì diện tích tiếp xúc của lốp xe và mặt đất là S 1 = 30 c m 2 . Hỏi sau bao nhiêu lần bơm nữa thì diện tích tiếp xúc là S 2 = 20 c m 2 . Biết rằng trọng lực của xe cân bằng với áp lực của không khí trong vỏ xe, thể tích mỗi lần bơm là như nhau và nhiệt độ trong quá trình bơm là không đổi.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi F là trọng lượng của xe, V 0 là thế tích mỗi lần bơm, V thể tích săm xe
Ta có trong lần bơm đầu tiên:
V0 thể tích mỗi lần bơm, p0 là áp suất khí quyển, V là thể tích săm xe ,trọng lượng phần xe đạp tác dụng lên bánh xe đang bơm là F, Ta có: F = p 1 .60 = p 2 . S
Với p1 và p2 là áp suất đầu và sau khi bơm tiêm, S là diện tích tiếp xúc sau khi bơm thêm 20 lần. Vậy S = 60. p 1 p 2 (1)
Theo định luật Bôi lơ – Ma ri ốt
{ 30 v 0 p 0 = v p 1 50 v 0 p 0 = v p 2 ⇒ 30 50 = p 1 p 2 = 3 5 ( 2 )
Thay (2) vào (1) ta có
S = 3 5 60 = 36 c m 2
V 0 thể tích mỗi lần bơm, po là áp suất khí quyển, V là thể tích săm xe ,trọng lượng phần xe đạp tác dụng lên bánh xe đang bơm là F, Ta có: F = p 1 .60 = p 2 .S
Với p 1 và p 2 là áp suất đầu và sau khi bơm tiêm, S là diện tích tiếp xúc sau khi bơm thêm 20 lần.
Gọi V 0 , p 0 là thể tích và áp suất mỗi lần bơm
Thể tích mỗi lần bơm là
V 0 = h . S = h . π . d 2 4 = 42. 3 , 14.5 2 4 = 824 , 25 ( c m 3 )
Khi nén vào bóng có thể tích V có áp suất p1 ⇒ ( n . V 0 ) . p 0 = p 1 . V
a. Trước khi bơm trong quả bóng không có không khí p 1 = p = 5.10 5 ( N / m 2 )
⇒ n = p 1 . V p 0 . V 0 = 5.10 5 .3 10 5 .824 , 25.10 − 3 ≈ 18 l ầ n
b. Trước khi bơm trong quả bóng đã có không khí có áp suất 105N/m2
p = p 1 + p 0 ⇒ p 1 = p − p 0 = 5.10 5 − 10 5 = 4.10 5 ( N / m 2 ) ⇒ n = p 1 . V p 0 . V 0 = 4.10 5 .3 10 5 .824 , 25.10 − 3 ≈ 15 l ầ n
Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p0 + p’
Với p’ = 350/0,005= 0,7. 10 5 Pa; p = 1,7.105 Pa lớn hơn 1,5 p 0 nên thể tích sau khi bơm là 2000 c m 3
n’ = 2n = 19 lần.
Chọn C.
Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p0 + p’
Với p’ = F/S = 350/0,005 = 0,7.105 Pa;
→ p = 1,7.105 Pa lớn hơn 1,5p0 nên thể tích sau khi bơm là 2000 cm3.
Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 cm3 không khí ở áp suất p0 được đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n cm3 không khí được đưa vào bánh. Ban đầu có 1500 cm3 không khí ở áp suất p0 trong bánh xe. Như vậy có thể coi:
Trạng thái 1: p1 = p0; V1 = (1500 + 200n)
Trạng thái 2: p2 = 1,7.105 Pa; V2 = 2000 cm3
Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tìm được n = 19/2 ≈ 10 lần
Chọn C.
Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p 0 + p’
Với p’ = F/S = 350/0,005 = 0,7. 10 5 Pa;
→ p = 1,7. 10 5 Pa lớn hơn 1,5 p 0 nên thể tích sau khi bơm là 2000 c m 3 .
Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 c m 3 không khí ở áp suất p 0 được đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n c m 3 không khí được đưa vào bánh. Ban đầu có 1500 c m 3 không khí ở áp suất p 0 trong bánh xe. Như vậy có thể coi:
Trạng thái 1: p 1 = p 0 ; V1 = (1500 + 200n)
Trạng thái 2: p 2 = 1,7. 10 5 Pa; V2 = 2000 c m 3
Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tìm được n = 19/2 ≈ 10 lần
Áp suất trong bánh xe khi bơm xong: p = p0 + p’
Với p’ = 350/0,005= 0,7. 10 5 Pa; p = 1,7.105 Pa lớn hơn 1,5 p 0 nên thể tích sau khi bơm là 2000 c m 3
Mỗi lần bơm có 8.25 = 200 c m 3 không khí ở áp suất p 0 được đưa vào bánh xe. Sau n lần bơm có 200n c m 3 không khí được đưa vào bánh. Ban đầu có 1500 c m 3 không khí ở áp suất p 0 trong bánh xe. Như vậy có thể coi:
Trạng thái 1: p 1 = p 0 ; V 1 = (1500 + 200n)
Trạng thái 2: p 2 = 1,7. 10 5 Pa ; V 2 = 2000 c m 3
Áp dụng định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, dễ dàng tìm được n = 19/2 ≈ 10 lần.
Gọi F là trọng lượng của xe, V0 là thể tích mỗi lần bơm,V thể tích săm xe
Ta có trong lần bơm đầu tiên n 1 = 10 lần F = p 1 S 1
Trong lần bơm sau n 2 lần
F = p 1 S 1 ⇒ p 1 p 2 = S 2 S 1 ( 1 )
Ta có:
{ ( n 1 V 0 ) . p 0 = p 1 V ( n 2 V 0 ) . p 0 = p 2 V ⇒ n 1 n 2 = p 1 p 2 ( 2 )
Từ (1) và (2) ta có
n 1 n 2 = S 2 S 1 ⇒ n 2 = S 1 S 2 . n 1 = 30 20 .10 = 15 lần
Vậy số lần phải bơm thêm là Δ n = 15 − 10 = 5 lần