Khi kéo một vật từ dưới nước lên ta thấy, khi gàu nước còn ngập trong dưới nước sẽ nhẹ hơn khi nó đã lên khỏi mặt nước. Tại sao sao lại như vậy?
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
* CâuC1 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 giảiC1 trang 36 SGK Vật Lý 8:
–Điều này chứng tỏ khi vật bị nhúng trong nước, vật chịu một lực đẩy từ dưới lên.
* CâuC2 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 giảiC2 trang 36 SGK Vật Lý 8:
–Một vật nhúng trong chất lòng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từdưới lên trên.
* CâuC3 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 giảiC3 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.
* CâuC4 trang 38 SGK Vật Lý 8:Hãy giải thích hiện tượng nêu ra ở đầu bài.
° Lời giảiC4 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.
* CâuC5 trang 38SGK 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 giảiC5 trang 38SGK 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.
* CâuC6 trang 38SGK 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 giảiC6 trang 38SGK Vật Lý 8:
– Vìtrọng 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).
* CâuC7 trang 38SGK 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 giảiC7 trang 38SGK 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 TH Văn Thủyghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
