17:19:0212/03/2020
Để giải đáp câu hỏi này, chúng ta cùng tìm hiểu về lực đẩy Ac-Si-Mét [Archimedes] là gì? Công thức cách tính lực đẩy Ác-si-mét được viết như thế nào? Lực đẩy Ác-si-mét xuất hiện khi nào và phụ thuộc vào các yếu tố nào? qua bài viết dưới đây.
I. Tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó
- Một vật nhúng chìm trong chất lỏng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từ dưới lên, lực này gọi là lực đẩy Acsimet.
II. Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét
1. Dự đoán
• Ác-si-mét dự đoán:
- Vật nhúng trong chất lỏng càng nhiều thì lực đẩy của nước lên vật càng mạnh.
- Độ lớn của lực đẩy lên vật nhúng trong chất lỏng bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ
2. Thí nghiệm kiểm tra
- Bước 1: Đo P1 của cốc A và vật
- Bước 2: Nhúng vật vào nước, nước sẽ tràn ra cốc chứa. Đo trọng lượng P2
- Bước 3: So sánh P2 và P1: P2 < P1 ⇒ P1 = P2 + FA
- Bước 4: Đổ nước tràn từ cốc chứa vào cốc A, đo trọng lượng:
⇒ P1 = P2 + P[nước tràn ra]
- Khi nhúng vật chìm trong bình tràn, thể tích nước tràn ra bằng thể tích của vật. Vật bị nước tác dụng lực đẩy từ dưới lên số chỉ của lực kết là: P2 = P1 - FA
- Khi đổ nước từ B sang A lực kế chỉ P1 chứng tỏ FA có độ lến bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
3. Công thức tính lực đẩy Acsimet
• Công thức: FA = d.V
• Trong đó:
FA : Lực đẩy Acsimet [N]
d : Trọng lượng riêng của chất lỏng [N/m2]
V : Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ [m3]
- Như vậy, từ công thức có thể thấy lực đẩy Acsimet xuất hiện khi vật chìm trong chất lỏng và độ lớn phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
III. Bài tập về lực đẩy Acsimet
* Câu C1 trang 36 SGK Vật Lý 8: Treo một vật nặng vào lực kế, lực kế chỉ giá trị P [H. 10.2a]. Nhúng vật nặng chìm trong nước, lực kế chỉ giá trị P1 [H.10.2b]. P1 < P chứng tỏ điều gì?
° Lời giải C1 trang 36 SGK Vật Lý 8:
- Điều này chứng tỏ khi vật bị nhúng trong nước, vật chịu một lực đẩy từ dưới lên.
* Câu C2 trang 36 SGK Vật Lý 8: Hãy chọn từ thích hợp cho chỗ trống trong kết luận sau: Một vật nhúng trong chất lỏng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từ .........
° Lời giải C2 trang 36 SGK Vật Lý 8:
- Một vật nhúng trong chất lòng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từ dưới lên trên.
* Câu C3 trang 37 SGK Vật Lý 8: Hãy chứng minh rằng thí nghiệm ở hình 10.3 chứng tỏ dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét nêu trên là đúng.
° Lời giải C3 trang 37 SGK Vật Lý 8:
- Nhúng vật nặng vào bình đựng nước, thể tích nước từ trong bình tràn ra chính là thể tích của vật. Vật nhúng trong nước bị nước tác dụng một lực F đẩy từ phía dưới lên trên, do đó, số chỉ của lực kế lúc này là P2.
- Ta có: P2 = P1 - F, do vậy P2 < P1.
- Khi đổ nước từ bình B vào bình A, lực kế chỉ giá trị P1. Điều này cho thấy lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng độ lớn của trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.
* Câu C4 trang 38 SGK Vật Lý 8: Hãy giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài.
° Lời giải C4 trang 38 SGK Vật Lý 8:
- Kéo gàu nước lúc ngập trong nước cảm thấy nhẹ hơn khi kéo trong không khí, vì gàu nước chìm trong nước bị nước tác dụng một lực đẩy Ác-si-mét hướng từ dưới lên, lực này có độ lớn bằng trọng lượng của phần nước bị gàu chiếm chỗ.
* Câu C5 trang 38 SGK Vật Lý 8: Một thỏi nhôm và một thỏi thép có thể tích bằng nhau cùng được nhúng chìm trong nước. Thỏi nào chịu lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn?
° Lời giải C5 trang 38 SGK Vật Lý 8:
- Vì thỏi nhôm và thép đều có thể tích như nhau nên chúng chịu tác dụng của lực đẩy Acsimet như nhau.
* Câu C6 trang 38 SGK Vật Lý 8: Hai thỏi đồng có thể tích bằng nhau, một thỏi được nhúng vào nước, một thỏi được nhúng vào dầu. Thỏi nào chịu lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn.
° Lời giải C6 trang 38 SGK Vật Lý 8:
- Vì trọng lượng riêng của nước lớn hơn trọng lượng riêng của dầu nên thỏi đồng nhúng trong nước chịu lực đấy Ác-si-mét lớn hơn [mặc dù cả hai thỏi cùng chiếm một thể tích trong nước như nhau].
* Câu C7 trang 38 SGK Vật Lý 8: Hãy nêu phương án thí nghiệm dùng cân vẽ ở hình 10.4 thay cho lực kế để kiểm tra dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si- mét.
° Lời giải C7 trang 38 SGK Vật Lý 8:
- Bước 1: Dùng cân để cân một vật nặng nhỏ không thấm nước treo dưới một cốc A đặt trên đĩa cân. Khối lượng vật và cốc [đĩa bên trái] bằng đúng trọng lượng của các quả cân [đĩa bên phải].
- Bước 2: Vật vẫn treo trên cân nhưng được nhúng hoàn toàn vào một bình tràn B chứa đầy nước, khi đó một phần nước trong bình tràn chảy ra cốc C và cân bị lệch về phía các quả cân.
- Bước 3: Vẫn giữ nguyên vật trong bình tràn đồng thời đổ nước từ cốc C vào cốc A trên đĩa cân thấy cân trở lại cân bằng.
⇒ Như vậy, lực đẩy Ácsimet có độ lớn bằng trọng lượng của phần nước bị chiếm chỗ.
Hy vọng với bài viết về công thức cách tính lực đẩy Ác-si-mét và bài tập vận dụng ở trên giúp ích cho các em. Mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để hayhochoi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 8 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 8 Lý thuyết và Bài tập
LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT
1. Tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó
Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đó đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-simét.
Video mô phỏng lực đẩy Acsimet
2. Công thức tính lực đẩy Ác si mét
\[F_A= d.V\]
Trong đó:
+ \[{F_A}\]: lực đẩy Ác si mét [N]
+ d: trọng lượng riêng của chất lỏng [\[N/{m^3}\]]
+ V: thể tích của phần chất lỏng bị chiếm chỗ [\[{m^3}\]]
Sơ đồ tư duy về lực đẩy Ác-si-mét
Lực đẩy Acsimet là kiến thức cơ bản của môn vật lý lớp 8 nhưng được sử dụng rất nhiều trong các đề thi đại học hiện nay. Cho nên, các bạn học sinh cần nhớ được lý thuyết lực đẩy Acsimet là gì và công thức tính lực đẩy Acsimet. Tất cả sẽ được điện máy Sharp Việt Nam trình bày chi tiết trong bài viết dưới đây
Lực đẩy Acsimet là gì?
Lực đẩy Acsimet là là lực tác động bởi một chất lưu [chất lỏng hay chất khí] lên một vật thể nhúng trong nó, khi cả hệ thống nằm trong một trường lực của Vật lý học [trọng trường hay lực quán tính].
Lực vật lý học này có cùng độ lớn và ngược hướng của tổng lực mà trường lực tác dụng lên phần chất lưu có thể tích bằng thể tích vật thể chiếm chỗ trong chất này.
Kí hiệu
Lực đẩy Acsimet được kí hiệu là FA
Đơn vị của lực đẩy Acsimet
Lực đẩy Acsimet có đơn vị Niu tơn, kí hiệu N.
Độ lớn của lực đẩy Acsimet
Lực đẩy Acsimet luôn có độ lớn bằng trọng lượng của vật.
Công thức tính lực đẩy Acsimet
Lực đẩy Acsimet được tính bằng tích của trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ
FA = d.V
Trong đó:
Lưu ý:
V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ cũng chính là thể tích phần chìm của vật chứ không phải là thể tích của vật. Muốn tính thể tích phần chìm của vật có nhiều trường hợp:
Tham khảo thêm: Lực ma sát trượt là gì? Công thức tính lực ma sát trượt chuẩn 100%
Bài tập về lực đẩy Acsimets
Ví dụ 1: Lực đẩy Ác – si – mét phụ thuộc vào
A. Trọng lượng riêng của chất lỏng và của vật.
B. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
C. Trọng lượng riêng và thể tích của vật
D. Trọng lượng riêng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
Lời giải:
Lực đẩy Ác – si – mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Nên chọn đáp án B
Ví dụ 2: Ba quả cầu bằng thép nhúng trong nước [H.10.1]. Hỏi lực Ác – si –mét tác dụng lên quả cầu nào lớn nhất? Hãy chọn câu trả lời đúng
A. Quả 3, vì nó ở sâu nhất.
B. Quả 2, vì nó lớn nhất.
C. Quả 1, vì nó nhỏ nhất.
D. Bằng nhau vì đều bằng thép và đều nhúng trong nước.
Lời giải:
Chọn B. Vì ba quả cầu đều được nhúng ngập trong nước và trọng lượng riêng của chất lỏng như nhau, quả 2 có thể tích lớn nhất nên lực đẩy Ác – si – mét tác dụng nên nó là lớn nhất.
Ví dụ 3: Ba vật làm bằng ba chất khác nhau: đồng, sắt, nhôm có khối lượng bằng nhau, khi nhúng ngập chúng vào nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật có khác nhau không? Tại sao?
Lời giải
Ba vật làm bằng ba chất khác nhau nên khối lượng riêng của ba chất đồng, sắt, nhôm khác nhau và theo thứ tự: Dđồng > Dsắt > Dnhôm .
Theo công thức V = m/D thì nếu ba vật có khối lượng bằng nhau nhưng vật có khối lượng riêng nhỏ hơn thì có thể tích lớn hơn.
Do đó thể tích của các vật như sau: Vđồng < Vsắt < Vnhôm. Như vậy, lực tác dụng của nước vào nhôm là lớn nhất [đồng có thể tích nhỏ nhất].
Ví dụ 4: Thể tích của một miếng sắt là 2dm3. Tính lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên miếng sắt khi nó được nhúng chìm trong nước, trong rượu. Nếu miếng sắt được nhúng ở độ sâu khác nhau, thì lực đẩy Ác – si – mét có thay đổi không? Tại sao?
Lời giải:
Ta có: Vsắt = 2dm3 = 0,002m3.
Lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là:
Fnước = dnước.Vsắt = 10000.0,002 = 20N
Lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong rượu là:
Frượu = drượu.Vsắt = 8000.0,002 = 16N
Lực đẩy Ác – si – mét không thay đổi khi nhúng vật ở những độ sâu khác nhau vì lực đẩy Ác – si – mét chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
Ví dụ 5: Treo vật đặc vào lực kế, lực kế chỉ 100N. Khi nhấn chìm vật trong nước thì lực kế chỉ 96N.
a. Tính lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên vật?
b. Tính thể tích của vật?
Lời giải:
a. Lực đẩy Ác – si – mét có giá trị
FA = 100 – 96 = 4 N
Từ công thức FA = d.V
Suy ra V = FA : d
Thay số, ta có V = 4:10 000 = 0,0004 m3 = 0,4 dm3
Ví dụ 6: Một vật được móc vào lực kế để đo lực theo phương thẳng đứng. Khi vật ở trong không khí, lực kế chỉ 4,8 N. Khi vật chìm trong nước, lực kế chỉ 3,6 N. Biết trọng lượng riêng của nước là 104 N/m3. Bỏ qua lực đẩy Ác – si – mét của không khí. Thể tích của vật nặng bằng bao nhiêu?
Lời giải
Sự thay đổi về số chỉ của lực kế khi đo ở trong không khí và trong nước là do lực đẩy Ác-si-mét gây ra. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật:
FA = P – P’ = 4,8 – 3,6 =1,2N
Mặt khác ta có: FA = V.dn [vật ngập trong nước nên V = Vvật]
Suy ra thể tích vật:
V = FA/dn = 1,2 : 104 = 1,2.10-4m3 = 120 cm3
Bên trên chính là toàn bộ lý thuyết lực đẩy Acsimet là gì và công thức tính lực đẩy Acsimet có thể giúp các bạn áp dụng vào làm các bài tập nhanh chóng và chính xác nhé
Đánh giá bài viết
XEM THÊM
Khối A01 gồm những môn nào? Ngành nào? Các trường ĐH xét tuyển
Từ trường là gì? Cách xác định từ trường chính xác 100%