Sự nổi là gì? Độ lớn của lực đẩy ÁC-SI-MÉT xác định như thế nào, phụ thuộc vào các yếu tố nào?

Tại sao lại như vậy, chúng ta sẽ đi tìm lời giải đáp trong bài viết này: Điều kiện để vật nổi, vật chìm? và cách xác định độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng của chất lỏng.

I. Điều kiện để vật nổi, vật chìm

Một vật nằm trong lòng chất lỏng thì nó chịu tác dụng của trọng lực P, lực đẩy Acsimét. Hay lực này cùng phương, ngược chiều.

– Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác-si-mét FA nhỏ hơn trọng lực P: FA<P.

– Vật nổi lên khi lực đẩy Ác-si-mét FA lớn hơn trọng lực P: FA>P.

– Vật lơ lửng trong chất lỏng khi lực đẩy Ác-si-mét FA bằng trọng lực P: FA=P.

II. Các xác định độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét khi vật nổi trên mặt thoáng chất lỏng

– Khi vật nổi trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét được xác định theo công thức sau: FA = d.V

Trong đó:

 V: Thể tích của phần chìm trong chất lỏng (không phải thể tích của vật)

 d: Trọng lượng riêng của chất lỏng

→ Như vậy ta thấy, Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào các yếu tố: trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ

* Lưu ý:  Khi nhúng chìm vật rắn vào trong một bình chất lỏng thì có ba trường hợp xảy ra: Vật chìm xuống; Vật nằm lơ lửng trong long chất lỏng; Vật nổi lên trên mặt chất lỏng.

– Trường hợp vật đang chìm xuống, nằm lơ lửng trong chất lỏng và đang nổi lên, là những trường hợp tương đối dễ để phân tích và các em thường mắc phải sai lầm.

– Trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình và nhất là trường hợp vật nằm yên trên mặt chất lỏng, là những trường hợp mà học sinh dễ nhầm lẫn.

– Trường hợp vật đã nằm yên ở đáy bình, các em thường chỉ hiểu trong trường hợp này P > FA mà không chú ý là khi đã nằm yên ở đáy bình thì các lực tác dụng lên vật phải cân bằng nhau: P = FA + F’P

Trong đó: F’ là lực của đáy bình tác dụng lên vật.

– Trường hợp vật nằm yên trên mặt chất lỏng, các em thường cho rằng trong trường hợp này FA > P mà không thấy là khi vật đã nằm yên thì các lực tác dụng lên vật phải cân bằng nhau: FA = P

– Đồng thời, các em cũng hay mắc lỗi khi tính độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét FA trong khi áp dụng công thức FA = d.V, các em thường cho V là thể tích của vật (ở công thức đã nói rõ V chỉ là thể tích của phần vật bị chìm trong chất lỏng).

> Có thể em chưa biết: Tàu ngầm là loại tàu có thể chạy ngầm dưới mặt nước. Phần đáy tàu có nhiều ngăn, có thể dùng máy bơm để bơm nước vào hoặc đẩy nước ra. Nhờ đó, người ta có thể là thay đổi trọng lượng riêng của tàu để cho tàu lặn xuống, lơ lửng trong nước hoặc nổi lên trên mặt nước.

sự nổi của tàu ngầm

III. Bài tập vận dụng xác định độ lớn lực đẩy Acsimét

* Câu C6 trang 44 SGK Vật Lý 8: Biết P = dv.V (trong đó dv là trọng lượng riêng của chất làm vật. V là thể tích của vật) và FA = dl.V (trong đó dl 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 > dl.

– Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: dv = dl.

– Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: dv < dl.

* Lời giải:

– Ta có trọng lượng của vật tính bằng công thức: P = dv.V

– Lực đẩy Ác-si-mét tính bằng công thức: FA = dl.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).

– Ta so sánh trọng lượng của vật và lực đẩy Ác-si-mét do chất lỏng tác dụng lên vật thì:

– Vật sẽ chìm xuống nếu P > FA ⇔ dv.V > d1.V ⇔ dv > dl

– Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng nếu P = FA ⇔ dv.V = dl.V ⇔ dv = dl

– Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng nếu P < F ⇔ dv.V < dl.V ⇔ dv < dl

* Câu C7 trang 44 SGK Vật Lý 8: Hãy giúp Bình trả lời An trong phần mở bài, biết rằng con tàu không phải là một khối thép đặc mà có nhiều khoảng rỗng.

” Đố nhau:

An – Tại sao khi thả vào nước thì hòn bi gỗ nổi, còn hòn bi sắt lại chìm ?

Bình – Vì hòn bi gỗ nhẹ hơn.

An – Thế tại sao con tàu bằng thép nặng hơn hòn bi thép lại nổi còn hòn bi thép thì chìm ?

Bình = ?! “

* Lời giải:

Do 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 dó nếu xét cả con tàu thì trọng lượng riêng của tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên tàu nổi trên mặt nước.

– Viên bi thép thì có trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên viên bi thép sẽ chìm trong nước.

* Câu C8 trang 44 SGK Vật Lý 8: Thả một hòn bi thép vào thủy ngân thì bi nổi hay chìm? Tại sao?

* Lời giải:

– Do trọng lượng riêng của thép (78000 N/m3) nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân (136000 N/m3) nên khi thả hòn bi thép vào thủy ngân thì hòn bi sẽ nổi.

* Câu C9 trang 45 SGK Vật Lý 8: Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước. Vật M chìm xuống đáy bình còn vật N lơ lửng trong chất lỏng. Gọi PM, FAM là trọng lượng và lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật M; PN, FAN là trọng lượng và lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật N. Hãy tìm dấu thích hợp cho các ô trống:

FAM □ FAN.   FAM □ PM.     FAN □ PN.     PM □ PN.

* 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 FAN = PN.

⇒ PM > PN.

Như vậy, với bài viết về sự nổi, cách xác định độ lớn lực đẩy Ác-si-mét các em cần lưu ý: Khi vật nằm yên, các lực tác dụng vào vật phải cân bằng nhau. Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì FA = d.V với V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng.

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Toán học

Bài viết hay nhất

Trắc nghiệm tiếng anh 11 unit 4: Volunteer work (P1)
Cách Bảo Quản Cùi Bưởi Để Nấu Chè Ăn, Để Bảo Quản Được Lâu Mà Vẫn
Cách Bảo Quản Cùi Bưởi Để Nấu Chè Ăn, Để Bảo Quản Được Lâu Mà Vẫn
Trắc nghiệm lịch sử 11 bài 6: Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 – 1918) (P1)
Giải GDQP- AN 11 bài 3: Bảo vệ chủ quyền lãnh thổ và biên giới quốc gia
Giải GDQP- AN 10 bài 2: Lịch sử, truyền thống của Quân đội và Công an nhân dân Việt Nam
Giải Thích Về Đồ Thị Pha Phối Khí Trên Động Cơ, Cấu Tạo Hệ Thống Phối Khí Trên Động Cơ
Giải Thích Về Đồ Thị Pha Phối Khí Trên Động Cơ, Cấu Tạo Hệ Thống Phối Khí Trên Động Cơ
Cách Nấu Nước Cốt Dừa Đóng Hộp Đảm Bảo Nhất, Cách Dùng Nước Cốt Dừa Đóng Hộp
Cách Nấu Nước Cốt Dừa Đóng Hộp Đảm Bảo Nhất, Cách Dùng Nước Cốt Dừa Đóng Hộp
Diện Áo Lông Đa Phong Cách Phối Đồ Với Áo Khoác Lông Ngắn, 3 Tips Mặc Áo Khoác Lông Sang Chảnh Như Sao
Diện Áo Lông Đa Phong Cách Phối Đồ Với Áo Khoác Lông Ngắn, 3 Tips Mặc Áo Khoác Lông Sang Chảnh Như Sao
Trắc nghiệm sinh học 11 bài 8: Quang hợp ở thực vật
Top 12 Cách Phối Đồ Với Áo Măng Tô Ngắn, 8 Cách Phối Đồ Với Măng Tô Nam Nữ
Top 12 Cách Phối Đồ Với Áo Măng Tô Ngắn, 8 Cách Phối Đồ Với Măng Tô Nam Nữ
Trắc nghiệm công dân 9 bài 3: Dân chủ và kỉ luật
Cách Phối Đồ Đi Đám Cưới Cho Nữ Mùa Đông Đẹp, Cách Chọn Trang Phục Mặc Đi Đám Cưới Mùa Đông
Cách Phối Đồ Đi Đám Cưới Cho Nữ Mùa Đông Đẹp, Cách Chọn Trang Phục Mặc Đi Đám Cưới Mùa Đông
Cách Sử Dụng Nồi Nấu Cháo Chậm Trung Quốc, Nồi Kho Cá Hầm Cháo Chậm Đa Năng Yibao 1,5 Lít
Cách Sử Dụng Nồi Nấu Cháo Chậm Trung Quốc, Nồi Kho Cá Hầm Cháo Chậm Đa Năng Yibao 1,5 Lít
Cách Phối Đồ Với Quần Jean Ống Suông Mùa Đông Cực Đẹp Và Khí Chất
Cách Phối Đồ Với Quần Jean Ống Suông Mùa Đông Cực Đẹp Và Khí Chất
Cách Nấu Chè Trôi Nước Bằng Bột Năng Ngon Độc Đáo, Cách Nấu Chè Trôi Nước Ngon Dẻo Mềm Không Bị Cứng
Cách Nấu Chè Trôi Nước Bằng Bột Năng Ngon Độc Đáo, Cách Nấu Chè Trôi Nước Ngon Dẻo Mềm Không Bị Cứng