Giải Lí 8: Bài 10. Lực đẩy Ác - si - mét
Bài 10. Lực ĐẨY ÁC-SI-MÉT KIẾN THỨC CẦN NAM vững Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng 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-si-mét. Ta có: F = d.v, trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3), V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m3) Lực đẩy Ác-si-mét không phụ thuộc vào độ sâu của vật. TRẢ LỜI CÂU HỎI TÁC DỤNG CỦA CHẤT LỎNG LẺN VẬT NHÚNG CHÌM TRONG NÓ Cl. Treo một vật nặng vào lực kế, lực kế chỉ giá trị p (H. 10.2A SGK). Nhúng vật nặng chìm trong nước, lực kế chỉ giá trị Pl (H. 10.2B SGK). Pl < p chứng tỏ điều gì? Trả lời Điều này chứng tỏ khi nhúng trong nước, vật chịu một lực đẩy từ dưới lên. C2. Hãy chọn từ thích hợp cho chỗ trống trong kết luận sau: Một vật nhúng trong chất lòng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từ Trả lời Một vật nhúng trong chất lỏng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từ dưởi lên trên. ĐỘ LỚN CỦA Lực ĐẨY ÁC-SI-MÉT C3. Hãy chứng minh rằng thí nghiệm ở hình vẽ (SGK) chứng tỏ dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét nêu trên là đúng. Trả lời 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 kê lúc này làpỊ. Ta có: p2 = Pl - F, do vậy p2 < pr Khi đố nước từ bình B vào bình A, lực kế chỉ giá trị Pj. 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. VẬN DỤNG C4. Hãy giải thích hiện tượng nêu ra ỏ' đầu bài. Trả lời Kéo gầu nước khi nó còn nằm trong nước ta cảm thây nhẹ hơn khi kéo nó ngoài không khí vì gầu nước chìm trong nước có lực đẩy Ácsimét từ dưới lên, còn trong không khí, mặc dù vẫn có lực đấy Ácsimét của không khí tác dụng vào gầu nhưng nhỏ hơn lực tác dụng của nước rất nhiều. C5. 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? Trả lời Vì thỏi nhôm và thép đều có thế tích như nhau nên chúng chịu tác dụng của lực đẩy Acsimét như nhau. C6. Hai thỏi đồng có thế 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? Trả lời Do trọng lượng riêng của nước lớn hơn trọng lượng riêng của dầu nên thỏi đồng nhúng trong nước chịu lực đẩy Ác-si-mét iớn hơn (mặc dù cả hai thỏi cùng chiếm một thế tích trong nước như nhau). C7*. Hãy nêu phương án thí nghiệm dùng cân vẽ ở hình bên thay cho lực kế đế kiếm tra dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si- mét. ả lời Bước 1: Dùng cân đế 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 dúng 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 - Bước 3: Vân giữ nguyên vật trong bình tràn đồng thời đồ nước từ cốc c vào cốc A trên đĩa cân thấy cân trỏ' lại cân bằng. Như vậy, lực đẩy Acsimét có độ lớn bằng trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ. GIẢI BÀI TẬP Bl. Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào? Trọng lượng riêng của chất lỏng và của vật. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Trọng lượng riêng và của vật. D. Trọng lượng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Trả lời Chọn câu B: Trọng lượng riêng của chất lỏng và thế tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. B2. Ba quả cầu bằng thép nhúng trong nước (hình bôn). Lực Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu nào lớn nhất? Quả 3, vì nó ỏ' sâu nhất. 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. Trả lời Chọn câu B: Quá 2, vì nó lớn nhất. B3. Ba vật làm bằng ba chất khác nhau là đồng, sắt, nhôm, có khối lượng bằng nhau. Khi nhúng chúng ngập vào trong nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào vật nào là lớn nhất? Vật nào bé nhất? Trả lời Khôi lượng riêng của ba chất đồng, sắt, nhôm theo thứ tự là: ddồng > dsât > dnhóm- Theo công thức V = — thì nếu ba vật có khối lượng bằng nhau d nhưng vật nào có khối lượng riêng nhô hơn thì có thể tích lớn hơn. Do đó thể tích của các vật như sau: Vdống < Vsát < Vnhôm. Như vậy, lực tác dụng của nước vào nhôm là lớn nhất (nhôm có thế tích lớn nhất), vào đồng là nhỏ nhất (đồng có thế tích nhỏ nhất). 50 B4. Ba vật làm bằng ba chất khác nhau là sắt, nhôm, sứ, có hình dạng khác nhau nhưng thể tích bằng nhau. Khi nhúng chúng ngập vào trong nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật có khác nhau không? Vì sao? Trả lời Lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật là bằng nhau vì lực đẩy Ác- si-mét có độ lớn bằng trọng lượng cua khôi chất lỏng bị vật chiếm chỗ, lực đẩy này không phụ thuộc vào vật nhúng trong chất lỏng là chất gì, có hình dạng thế nào mà chỉ phụ .thuộc vào thể tích của vật đó mà thôi. B5. Thế 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 sat được nhúng ỏ' độ sâu khác nhau thì lực đẩy Ác-si-mét có thay đối không? Tại sao? Trả lời Ta có: 2dm3 = 0,002m3. Lực đây Ac-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là: Fnước = đnước.Vsát = 10.000N/m3 X 0,002m3 = 20N Lực đấy Ác-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong rượu là: Frượu = drượu.vsát = 8.000N/m3 X 0,002m3 = 16N Lực đẩy Ác-si-mét không thay đổi khi nhúng vật ở những độ sâu khác nhau vì lực đấy Ác-si-mét chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thế tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. B6. Một thỏi nhôm và một thỏi đồng có trọng lượng như nhau. Treo các thỏi nhôm và đồng vào hai phía của một cân treo. Đế cân thăng bàng rồi nhúng ngập cả hai thỏi đồng thời vào hai bình đựng nước. Cân bây giờ còn thăng bằng nữa không? Tại sao? Trả lời Lực đẩy của nước tác dụng vào hai thỏi tính bằng công thức: Fi =dViỉ F2 =dV2 (trong đó d là trọng lượng riêng của nước, Vi là thể tích của thỏi nhôm, v2 là the tích của thỏi đồng) Vì trọng lượng riêng của đồng lớn hơn của nhôm nên Vi > v2, do đó Fi > F2. Vậy cân sẽ không cân bằng nữa khi nhúng ngập cả hai thỏi đồng thời vào hai bình đựng nước.