Nếu gọi p là trọng lượng của vật, f là lực đẩy ác-si-mét tác dụng lên vật khi thả vật trong lòng chất lỏng. điều kiện để vật chìm trên bề mặt chất lỏng
|
Một vật nhúng chìm trong chất lỏng chịu tác dụng của một lực đẩy có phương, chiều và độ lớn như thế nào ? Video hướng dẫn giải Lời giải chi tiết Một vật nhúng chìm trong chất lỏng chịu tác dụng của một lực đẩy có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên và độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Loigiaihay.com Xem thêm các sách tham khảo liên quan: Giải Vở Bài Tập Vật Lí 8 – Bài 12: Sự nổi giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí: Lời giải: Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của các lực đẩy Ác-si-mét và trọng lực P. Các lực này cùng phương và ngược chiều và có độ lớn bằng nhau. Lời giải: a) FA < P Vật chuyển động xuống dưới: (Chìm xuống đáy bình).  b) FA = P Vật đứng yên: (Lơ lửng trong chất lỏng). c) FA > P Vật chuyển động lên trên: (Nổi lên mặt thoáng). Lời giải: Miếng gỗ thả vào nước lại nổi vì trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn so với trọng lượng riêng của nước nên khi thả miếng gỗ vào nước thì nó sẽ chịu lực đẩy Ác-si-mét, khi nó ngập trong nước thì lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lực P nên nó đẩy khối gỗ lên làm khối gỗ nổi. Lời giải: Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác-si-mét bằng nhau vì miếng gỗ nổi và đứng yên trên mặt nước. Lời giải: Câu B không đúng. Vì trong công thức tính lực đẩy Ác-si-met: FA = d.V trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là thể tích của phần nước bị miếng gỗ chiếm chỗ, cũng chính là thể tích của phần miếng gỗ chìm trong nước hay phần thể tích được gạch chéo trong hình 12.2. Lời giải: Biết P = dv.V (trong đó dv là trọng lượng riêng của chất làm vật. V là thể tích của vật) và FA = d1.V (trong đó d1 là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật là một khối đặc nhúng ngập vào trong chất lỏng thì: – Vật sẽ chìm xuống khi: dv > d1 – Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dv = d1 – Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: dv < d1 Chứng minh: So sánh trọng lượng của vật và lực đẩy Ác-si-mét do chất lỏng tác dụng lên vật: P = dv.V và FA = d1.V (vì vật là khối đặc ngập trong chất lỏng nên khi đo thể tích chất lỏng chiếm chỗ bằng thể tích của vật luôn). Nếu: – Vật sẽ chìm xuống nếu P > FA ↔ dv.V > d1.V ⇔ dv > d1. – Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng nếu P = FA ↔ dv.V = d1.V ⇔ dv = d1. – Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng nếu P < FA ⇔ dv.V < d1.V ⇔ dv < d1. Lời giải: Cấu trúc của hòn bi thép và chiếc tàu bằng thép khác nhau nên trọng lượng riêng hai vật này khác nhau. Tàu bằng thép rất nặng nhưng lại rỗng bên trong (trong là không khí hay những vật liệu nhẹ khác) do đó nếu xét cả con tàu thì trọng lượng riêng của tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên tàu nổi trên mặt nước. Trong khi đó trọng lượng riêng của viên bi thép lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên nó chìm. Lời giải: Thả hòn bi thép vào thủy ngân thì hòn bi sẽ nổi vì trọng lượng riêng của thép (78000 N/m3) nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân (136000 N/m3). Lời giải: + Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước nên lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật là bằng nhau: FAM = FAN + Vật M chìm xuống đáy bình nên FAM < PM + Vật N lơ lửng trong chất lỏng nên FAM = PN + PM > PN Ghi nhớ: – Nếu ta thả một vật vào trong chất lỏng thì: + Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác- si-mét FA nhỏ hơn trọng lượng P: FA < P + Vật nổi lên khi: FA > P + Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: FA = P. – Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét: FA = d.V, trong đó V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng (không phải là thể tích V của vật (V’ < V)), d là trọng lượng riêng của chất lỏng. A. Bằng trọng lượng của phần vật chìm trong nước. B. Bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ. C. Bằng trọng lượng vật. D. Bằng trọng lượng riêng của nước nhân với thể tích của vật. Lời giải: Chọn B. Khi vật nổi trên chất lỏng thì lực đẩy Ác – si – mét có cường độ bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ. Lời giải: Mực nước trong bình không thay đổi do lực đẩy Ác-si-mét trong cả hai trường hợp có độ lớn bằng trọng lượng của miếng gỗ và quả cầu (thể tích nước bị chiếm chỗ trong cả hai trường hợp đó cũng bằng nhau). Tóm tắt: d = 26000N/m3; Pn = 150N; dn = 10000N/m3; P = ? Lời giải: Nhúng chìm vật trong nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên vật nhẹ hơn ngoài không khí. Do lực đẩy Ác-si-mét chính là hiệu số giữa trọng lượng của vật ở ngoài không khí với trọng lượng của vật ở trong nước nên: FA = P – Pn Trong đó: P là trọng lượng của vật ở ngoài không khí, Pn là trọng lượng của vật ở trong nước. Hay dn.V = d.V – Pn Trong đó: V là thể tích của vật; dn là trọng lượng riêng của nước, d là trọng lượng riêng của vật. Suy ra: d.V – dn.V= Pn ⇔ V.(d – dn) = Pn Trọng lượng của vật ở ngoài không khí là: Lời giải: Ta có: V = 15cm3 = 0,000015m3. Khi ở ngoài không khí thì đòn cân thăng bằng nên khối lượng của vật bằng khối lượng quả cân: m = 1kg. Nhúng vật m vào nước: ⇒ Nó chịu tác dụng của 2 lực là lực đẩy Ác-si-met FA và trọng lượng P. ⇒ Hợp lực tác dụng lên m là: P’ = P – FA = 10.m – V.dnước = 10.1 – 0,000015.10000 = 9,85N. Vậy phải thêm vào bên đĩa có vật m1 vật có trọng lượng: P1 = P – P’ = 0,15N. Khối lượng của vật m1 thêm vào là: m1 = P1/10 = 0,15/10 = 0,015kg = 15g. Lời giải: Gọi S là diện tích đáy hình trụ, V là thể tích cốc đồng thau. Ta có: h = 15 cm; h1 = 2,1cm; d1 = 10000N/m3; d2 = 84000N/m3. – Khi cốc nổi trong bình thì trọng lực cân bằng với lực đẩy Ác-si-mét: P = FA Trong đó: P = d2.V; FA = d1.V1 (V1 là thể tích phần cốc ngập trong nước = thể tích phần nước dâng lên: V1 = S.h1). → d2.V = d1.S.h1 (1) – Khi cốc chìm hoàn toàn trong nước thì nước dâng thêm đoạn h2 sao cho phần thể tích dâng lên bằng thể tích của vật: |
