Bình trụ tròn hở thẳng đứng cao 1m chứa đầy chất lỏng. Bình quay đều quanh trục của nó với vận tốc không đổi sao cho thể tích chất lỏng còn lại trong bình bằng 2/3 thể tích ban đầu. Áp suất tại một điểm A nằm giữa đáy bình so với lúc bình đứng yên sẽ:
Trả lời:
Đáp án đúng: A
Gọi bán kính đáy bình là R. Thể tích ban đầu của chất lỏng là V = πR²h = πR².1 = πR². Khi bình quay, thể tích chất lỏng còn lại là 2V/3 = (2/3)πR². Thể tích chất lỏng bị văng ra là V/3 = (1/3)πR².
Khi bình quay, mặt thoáng của chất lỏng có dạng parabol. Độ hạ mực chất lỏng ở tâm bình và độ dâng mực chất lỏng ở thành bình phải đảm bảo thể tích phần bị hụt ở tâm bằng thể tích phần dâng lên ở thành bình.
Áp suất tại điểm A khi bình đứng yên là p₀ = ρgh, với h là độ sâu của điểm A so với mặt thoáng ban đầu.
Khi bình quay, áp suất tại điểm A là p = ρg(h - Δh), với Δh là độ hạ của mặt thoáng tại điểm A so với mặt thoáng ban đầu. Vì chất lỏng bị văng ra và dâng lên ở thành bình, nên áp suất tại điểm A sẽ giảm so với lúc bình đứng yên. Độ giảm áp suất phụ thuộc vào tốc độ quay của bình và vị trí của điểm A.
Vậy đáp án đúng là B.
