แบบทดสอบความดันของของไหล

จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้ 1. ความดันหมายถึง แรงหรือน้ำหนักที่กระทำตั้งฉากลงบนพื้นที่หนึ่งตารางหน่วย 2. ภายใต้สภาพแรงดึงดูดของโลก ความดันของของเหลว ณ ตำแหน่งใดๆ ขึ้นกับความหนาแน่นของของเหลวเท่านั้น 3. ในภาวะปิด ปริมาตรของของเหลวจะคงที่ เมื่อเพิ่มแรงดันมากขึ้น ข้อความใดถูกต้อง

ลองมาช่วยกันคิดดูนะ! อาร์จุน, ปรียา และลูน่า กำลังสนุกกับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ และพวกเขาเจอคำถามนี้! ใครจะตอบได้ถูกต้องกันนะ?

• ข้อ 1 , 2 และ 3

• ข้อ 1 , 3

• ข้อ 2 , 3

• ข้อ 1, 2

Answer explanation

ข้อ 1 ถูกต้องเพราะความดันคือแรงที่กระทำต่อพื้นที่หนึ่งตารางหน่วย และข้อ 3 ถูกต้องเพราะในภาวะปิด ปริมาตรของของเหลวจะคงที่เมื่อเพิ่มแรงดัน ข้อ 2 ไม่ถูกต้องเพราะความดันของของเหลวขึ้นกับความลึกด้วย.

จงพิจารณาข้อความต่อไปนี้

1. เอลียาห์กำลังดำน้ำอยู่ในทะเลสาบ เขารู้สึกว่าความดันของน้ำที่ตำแหน่งต่างๆ ขึ้นอยู่กับความลึกที่เขาอยู่จากผิวน้ำ

2. ขณะที่เขาอยู่ที่ตำแหน่งใดๆ ในทะเลสาบ เขารู้สึกว่าแรงดันของน้ำมีทุกทิศทางรอบตัวเขา

3. เอลียาห์ได้เรียนรู้ว่าความดันเกจ คือความดันที่เกิดขึ้นเนื่องจากน้ำหนักของน้ำในทะเลสาบเท่านั้น

ข้อความใดถูกต้อง

• ข้อ 1 , 2 และ 3

• ข้อ 1 , 3

• ข้อ 2 , 3

• ข้อ 1, 2

Answer explanation

ข้อ 1 ไม่ถูกต้องเพราะความดันน้ำขึ้นอยู่กับความลึกและน้ำหนักของน้ำที่อยู่เหนือ เอลียาห์รู้สึกแรงดันน้ำทุกทิศทาง (ข้อ 2) และความดันเกจคือความดันจากน้ำหนักน้ำ (ข้อ 3) ดังนั้นคำตอบที่ถูกต้องคือ ข้อ 2 และ 3.

สวัสดีเพื่อนๆ! วันนี้เรามีคำถามสนุกๆ เกี่ยวกับของเหลวมาฝากกันนะ!

1. ของเหลวที่อยู่ติดกับภาชนะจะส่งแรงดันออกในทิศตั้งฉากกับผิวภาชนะที่ของเหลวนั้นสัมผัสอยู่

2. ความดันของของเหลวจะแปรผันตรงกับความลึกของของเหลวนั้น

3. ความดันของของเหลวขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะและปริมาตรของของเหลว

เพื่อนๆ คิดว่า ข้อความใดถูกต้อง? มาช่วยกันตอบกันเถอะ! Aiden, Nora และ Kai รออยู่!

• ข้อ 1 , 2 และ 3

• ข้อ 1 , 3

• ข้อ 2 , 3

• ข้อ 1, 2

Answer explanation

ข้อ 1 ถูกต้องเพราะของเหลวส่งแรงดันในทิศตั้งฉากกับผิวภาชนะ, ข้อ 2 ถูกต้องเพราะความดันแปรผันตรงกับความลึก, และข้อ 3 ก็ถูกต้องเพราะความดันขึ้นอยู่กับรูปร่างและปริมาตรของของเหลว.

วันหนึ่ง อาเบigail, ไอดen และโอลิเวอร์ ได้มาร่วมกันทำการทดลองสนุกๆ โดยนำกระป๋องมาเจาะรู 3 รู ขนาดเท่ากัน ดังภาพ ใส่น้ำจนเต็ม แล้วพวกเขาตั้งคำถามว่า ผลการทดลองจะเป็นอย่างไร?

• รูที่ 1 น้ำไหลแรงที่สุด เพราะมีแรงดันอากาศมาก

• รูที่ 2 น้ำไหลแรงที่สุด เพราะได้รับแรงกดอากาศทั้งด้านบนและด้านล่าง

• รูที่ 3 น้ำไหลแรงที่สุด เพราะ อากาศอยู่ลึกและมีแรงกดอากาศมาก

• ทั้ง 3 รู น้ำไหลแรงเท่าๆกัน เพราะ อากาศทุกๆจุดมีแรงกดอากาศเท่ากัน

Answer explanation

รูที่ 1 น้ำไหลแรงที่สุดเพราะมีแรงดันอากาศมากที่ช่วยดันน้ำออกจากรู ทำให้การไหลของน้ำมีความแรงมากกว่ารูอื่นๆ ซึ่งไม่มีแรงดันอากาศที่สูงเท่า.

ในการก่อสร้างเขื่อนที่มีฐานกว้างและแข็งแรงนั้น ต้องมีการออกแบบให้ความหนาของฐานเขื่อนมากกว่าสันเขื่อน เพื่อรองรับน้ำหนักและแรงดันจากน้ำที่เก็บไว้ในเขื่อน

ลองนึกภาพว่า Grace, Nora และ Kai กำลังทำโปรเจกต์เกี่ยวกับการสร้างเขื่อนกันอยู่! พวกเขาต้องคิดให้ดีว่าทำไมฐานเขื่อนถึงต้องหนากว่าสันเขื่อน เพื่อให้โครงสร้างแข็งแรงและปลอดภัยจากแรงดันน้ำที่เก็บไว้ในเขื่อน

• ในระดับลึกไหลแรงกว่าระดับตื้น

• น้ำในระดับลึกมีความดันมากกว่าน้ำระดับตื้น

• เพื่อให้สามารถเก็บกักน้ำได้ปริมาณมาก    

• เพื่อให้ยึดติดกับพื้นด้านล่างได้โดยไม่โยกคลอน

Answer explanation

น้ำในระดับลึกมีความดันมากกว่าน้ำระดับตื้น ซึ่งทำให้ฐานเขื่อนต้องหนากว่าสันเขื่อน เพื่อรองรับแรงดันที่เกิดจากน้ำที่เก็บไว้ในเขื่อนอย่างปลอดภัยและแข็งแรง.

เพื่อนๆ รู้ไหมว่า ความหนาแน่นคืออะไร? มาช่วยกันตอบคำถามนี้กันเถอะ! ข้อใดกล่าวถึงความหนาแน่นถูกต้อง?

• เป็นอัตราส่วนระหว่างมวลต่อปริมาตร

• เป็นผลคูณระหว่างมวลและปริมาตร

• เป็นอัตราส่วนระหว่างปริมาตรต่อมวล

• เป็นอัตราส่วนระหว่างโมลกับปริมาตร

Answer explanation

ความหนาแน่นคืออัตราส่วนระหว่างมวลต่อปริมาตร ซึ่งหมายความว่ามันบอกถึงมวลของสารในปริมาตรที่กำหนด ดังนั้นคำตอบที่ถูกต้องคือ "เป็นอัตราส่วนระหว่างมวลต่อปริมาตร".

ในห้องทดลองของ Samuel, Jackson และ Ethan มีภาชนะ 4 ใบที่มีพื้นที่ก้นเท่ากัน บรรจุของเหลวชนิดเดียวกันและมีความสูงเท่ากันตามรูปด้านล่างนี้ ข้อใดที่กล่าวถึงแรงดันที่ก้นภาชนะได้ถูกต้อง?

• รูป 1 และ 2 มีแรงดันที่ก้นภาชนะเท่ากัน

• รูป 3 มีแรงดันที่ก้นภาชนะน้อยที่สุด

• รูป 4 มีแรงดันที่ก้นภาชนะสูงที่สุด

• ทุกรูปมีแรงดันที่ก้นภาชนะเท่ากัน

Answer explanation

แรงดันที่ก้นภาชนะขึ้นอยู่กับความสูงของของเหลวและความหนาแน่นของของเหลว ซึ่งในที่นี้ทุกภาชนะมีความสูงและชนิดของของเหลวเท่ากัน ดังนั้นแรงดันที่ก้นภาชนะจึงเท่ากันในทุกรูป.

เครื่องวัดความดันโลหิต ใช้หลักการเดียวกันกับเครื่องมือวัดความดันแบบใด? มาลองช่วยกันหาคำตอบกันเถอะ! อาจจะมีเพื่อนๆ อย่าง Maya, Ethan หรือ Hannah มาช่วยคิดด้วยกัน!

• แมนอมิแตอร์

• บารอมิเตอร์ปรอท

• บารอมิเตอร์แอนีรอยด์

• อัลติมิเตอร์                   

Answer explanation

เครื่องวัดความดันโลหิตใช้หลักการเดียวกันกับแมนอมิแตเตอร์ ซึ่งวัดความดันของของเหลวในท่อ โดยใช้หลักการของความดันที่เกิดจากน้ำหนักของของเหลวในท่อ เช่นเดียวกับการวัดความดันโลหิต.

เริ่มต้นการผจญภัยของ Elijah, Michael, และ Samuel ในการสร้างระบบประปาที่ต้องส่งน้ำขึ้นไปยังถังบนเนินสูงจากระดับปกติ 30 เมตร! พวกเขาต้องใช้ความดันอย่างน้อยกี่กิโลพาสคัลเพื่อให้การผจญภัยนี้สำเร็จลุล่วง?

• 100 กิโลพาสคัล

• 200 กิโลพาสคัล

• 300 กิโลพาสคัล

• 400 กิโลพาสคัล

Answer explanation

เพื่อส่งน้ำขึ้นไปยังถังที่สูง 30 เมตร ต้องใช้ความดันอย่างน้อย 300 กิโลพาสคัล ตามสูตรความดัน = น้ำหนักต่อหน่วยพื้นที่ = ความสูง x ความหนาแน่นของน้ำ x แรงโน้มถ่วง (ประมาณ 10 m/s²).

ในห้องทดลองของคุณครู Scarlett มีหลอดแก้วรูปตัวยูที่น่าสนใจอยู่หนึ่งหลอด ซึ่งมีปรอทบรรจุอยู่ตอนล่าง คุณครูได้ให้ Jackson และ Daniel ช่วยกันทำการทดลอง โดยเริ่มจากการค่อยๆ รินน้ำลงไปในขาหลอดด้านหนึ่งให้มีระดับน้ำสูง 30 ซม. และค่อยๆ รินของเหลวอีกชนิดหนึ่งลงไปในขาหลอดอีกด้านหนึ่งจนมีระดับของของเหลวสูง 25 ซม. ผลที่ได้ทำให้ระดับปรอททั้งสองข้างเท่ากันได้ คุณช่วยหาความหนาแน่นของของเหลวนั้นได้ไหม?

ถ้าความหนาแน่นของน้ำเท่ากับ

10³ kg/m³

• 1.35 x 10³ kg/m³

• 1.20 x 10³ kg/m³

• 1.33 x 10³ kg/m³

• 1.25 x 10³ kg/m³

Answer explanation

เมื่อปรอททั้งสองข้างเท่ากัน แสดงว่าความดันที่ระดับน้ำ 30 ซม. และของเหลว 25 ซม. ต้องเท่ากัน ใช้สูตร P = ρgh คำนวณหาความหนาแน่นของของเหลวได้ ρ = (1000 kg/m³ * 30 cm) / 25 cm = 1200 kg/m³.