Lực ĐẨY ÁC-SI-MÉT A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM Tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó : 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. Lưu ý : Lực đẩy Ác-si-mét là lực đẩy hướng thẳng đứng từ dưới lên tác dụng vào một vật nhúng trong chất lỏng. Ví dụ khi treo một vật nặng vào lực kế đặt trong không khí, thì lực kế chỉ giá trị Po. Nhưng nếu treo vật nặng đó vào lực kế nhưng nhúng vật vào chất lỏng thì lực kế chỉ giá trị p < Po. Như vậy, chứng tỏ chất lỏng đã tác dụng vào vật nặng một lực đẩy hướng từ dưới lên trên. 2. Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét : FA = d.v, trong đó : d là trọng lượng riêng của chất lỏng, V là thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ. Lưu ý : Ta có thể giải thích phương án thí nghiệm kiểm chứng công thức tính độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét trorig hình 10.3 SGK như sau : ta thấy khi nhúng vật nặng chìm trong bình tràn, nước từ trong bình tràn chảy vào cốc B, thế’ tích của phần nước này chính là thể tích của vật nặng. Số chỉ của lực kế lúc này là : P2 = Pj — FA, với P] là trọng lượng của vật [nếu coi trọng lượng của cốc nhựa A là nhỏ không đáng kể], F là lực đẩy Ác-si-mét. Khi đổ nước từ cốc B vào cốc A thì lực kế chỉ giá trị Pj, điều này chứng tỏ lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỏ. Từ đó ta có công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: FA = d.v. B. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRONG SGK VÀ SBT Cl. P] < p chứng tỏ chất lỏng đã tác dụng vào vật nặng một lực đẩy hướng từ dưới lên. C2 dưới lên trên theo phương thẳng đứng.... C3. Khi nhúng vật nặng chìm trong bình tràn, nước từ trong bình tràn ra [Hình 10.3b SGK], thể tích, của phần nước này bằng thể tích của vật. Vật nhúng trong nước bị nước tác dụng lực đẩy hướng từ dưới lên trên, số chỉ của lực kế lúc này là : P2 = Pj - FA < P], trong đó Pj là trọng lượng của vật ; Fa là lực đẩy Ác-si-mét. Khi đổ nước từ cốc B vào cốc A, lực kế chỉ giá trị Pj [Hình 10.3c SGK], điều đó chứng tỏ lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng trọng lừợng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Vậy dự đoán của Ác-si-mét về độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét là đúng. C4. 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. C5. Hai thỏi chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng nhau vì lực đẩy Ác-si-mét chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của nước và thể tích của phần nước bị mỗi thỏi chiếm chỗ. C6. Thỏi nhúng vào nước chịu lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn [vì lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị chiếm chỗ]. Hai thỏi có thể tích như nhau nên lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào d [trọng lượng riêng của chất lỏng] mà dnước > ddấu, do đó thỏi nhúng trong nước chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn. C7*. Phương án TN dùng cân thay cho lực kế để kiểm tra dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét [Hình 10.1]. Hình 10.1 10.1. B. 10.2. B. Ba vật làm bằng ba chất khác nhau : đồng, sắt, nhôm. Khối lượng riêng của chúng khác nhau : Dđồng > Dsắt > Dnhôm. Vì khối lượng của ba vật bằng nhau nên vật nào có khối lượng riêng lớn hơn thì thể tích nhỏ . Vậy : vdồng < Vsắt < Vnhôm, do đó lực đẩy của nước tác dụng vào vật làm bằng nhôm là lớn nhất và lực đẩy của nước tác dụng vào vật làm bằng đồng là bé nhất. Ta đã biết lực đẩy Ac-si-mét có độ lớn bằng trọng lượng của khối chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Như vậy, 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. Ba vật làm từ ba chất khác nhau sắt, đồng, sứ có cùng thể tích nhúng ngập vào trong nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật là bằng nhau. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là : FA'nước = dnước.Vsắt = 10 000.0,002 = 20 N. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong rượu là : FArượu = drượu.Vsắt = 8 000.0,002 = 16 N. 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 của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ. Cân không thăng bằng. Lực đẩy của nước tác dụng vào hai thỏi tính theo công thức : FA| = dV, ; FA2 = dV2. [d là trọng lượng riêng của nước ; V] là thê’ tích của thỏi nhôm ; v2 là thể tích của thỏi đồng]. Vì trọng lượng riêng của đồng lớn hon của nhôm nên V| > v2, do đó FA| >FA2. D. 10.8. c. c. lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật là : FA = 4,8 - 3,6 = 1,2 N. Từ công thức :FA = d.V => V = = = i20.10"6m3 = 120cm3, d * 104 c. 10.11*. Gọi trọng lượng của cục nước đá khi chưa tan là Pd, thể tích của phần nước bị cục nước đá chiếm chỗ là Vị, trọng lượng riêng của hước là dn, lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nước đá khi chưa tan là FA thì : Pd = FA=V,d„ V, = i [1] dn Gọi thể tích của nước do cục nước đá tan hết tạo thành là v2, trọng lượng , , , , p9 của phần nước trên là P2. Ta có : v2 = ——. dn Vì khối lượng của cục nước đá và khối lượng của lượng nước do cục nước đá tan hết tạo thành phải bằng nhau, cho nên : [2] p2 =pđ và v2 = 3- dn Từ [1] và [2] ta suy ra : V] = v2. Tức là thể tích của phần nước bị đá chiếm chỗ đúng bằng thể tích của nước trong cốc nhận được khi nước đá tan hết. Do đó mực nước trong cốc không thay đổi. Khi nhúng chìm vật vào nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên số chỉ của lực kế 0,2 N, tức là FA = 0,2N. -^1- = 0,00002 m3. 10000 Từ công thức : FA = dn.v => V = V 0,00002 2,1 = 105000 kg/m3. Fa Vậy 2— = 10,5 lần. dn 10.13*. Gọi V là thể tích của quả cầu nhôm ta có : 27000 1ÁI V = = 0,000054 m3 = 54 cm3 Gọi V' là thể tích phần còn lại của quả cầu sau khi khoét lỗ, Để quả cầu nằm lơ lửng trong nước thì trọng lượng phần còn lại của quả cầu P' phải bằng lực đẩy Ác-si-mét: P'= FA. Do đó : dA/.V' = dnv => V' = d V 10000.54 JA/ 27000 = 20 cnr. Vậy thể tích phần nhôm đã khoét là : 54 - 20 = 34 cm3 c. BÀI TẬP BỔ SUNG A 10a. Một vật làm bằng kim loậi, nếu bỏ vật vào bình chia độ chứa nước thì nước trong bình dâng lên thêm 150 cm3. Nếu treo vật vào một lực kế thì lực kế chỉ 11,7 N. Cho trọng lượng riêng của nước là 10 000 N/m3. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi nhúng chìm nó trong nước. Tính khối lượng riêng của vật. 10b, Treo một vật vào một lực kế trong không khí thì lực kế chỉ Fo = 14,8 N. vẫn treo vật bằng lực kế nhưng nhúng vật chìm hoàn toàn trong nước thì lực kế chỉF = 9,3N. Hãy giải thích vì sao lại có sự chênh lệch này. Tính thể tích của vật và khối lượng riêng của nó. Biết khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m3. 10c. Bằng những dụng cụ : Lực kế, nước có khối lượng riêng Dn đựng trong bình. Hãy trình bày phương án để xác định khối lượng riêng của một vật bằng kim loại có hình dạng bất kì và bỏ lọt được vào bình nước.
Với loạt bài Công thức tính lực đẩy ác-si-mét Vật Lí lớp 8 sẽ giúp học viên nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu suất cao để đạt tác dụng cao trong những bài thi môn Vật Lí 8 .
Bài viết Công thức tính lực đẩy ác-si-mét hay nhất gồm 4 phần : Định nghĩa, Công thức, Kiến thức lan rộng ra và Bài tập minh họa vận dụng công thức trong bài có giải thuật cụ thể giúp học viên dễ học, dễ nhớ Công thức tính lực đẩy ác-si-mét Vật Lí 8 .
Bạn đang đọc: Công thức tính lực đẩy ác-si-mét hay nhất – Vật lí lớp 8
1. Định nghĩa
Một vật bị nhúng vào chất lỏng, bị chất lỏng đẩy bằng một lực có : + Phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên ; + Cường độ bằng khối lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ ; + Điểm đặt là tâm hình học của phần vật nằm dưới mặt chất lỏng .
Lực này được gọi là lực đẩy Ác-si-mét .
2. Công thức
– Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét : FA = d. V = 10. D.V Trong đó : + d : là khối lượng riêng của chất lỏng [ N / m3 ] ; + D : là khối lượng riêng của chất lỏng [ kg / m3 ] ; + V : là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ [ m3 ] ;
+ FA : là lực đẩy Ác-si-mét [ N ] .
3. Kiến thức mở rộng
– Tính V : thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ = thể tích phần chìm của vật : + Nếu cho biết Vnổi thì Vchìm = Vvật – Vnổi . + Nếu cho biết chiều cao h của phần chìm của vật [ có hình dạng đặc biệt quan trọng ] thì Vchìm = Sđáy. h .
+ Nếu cho biết vật chìm trọn vẹn trong chất lỏng thì Vchìm = Vvật .
+ Nếu vật có khối lượng m chìm hoàn toàn tỏng chất lỏng thì thể tích
– Khi biết khối lượng của vật [ số đo của lực kế ] ở trong không khí [ P. ] và khối lượng của vật khi nhúng trong chất lỏng [ P1 ] thì lực đẩy Ác-si-mét : FA = P – P1 .
– Tính khối lượng riêng của chất lỏng, thể tích phần chìm của vật :
Từ công thức:
– Một vật ở trong chất lỏng chịu công dụng của :
+ Trọng lực, có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, độ lớn là P. .
+ Lực đẩy Ác-si-mét của chất lỏng, có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên, độ lớn là FA.
Xem thêm: “Nhũn như con chi chi” – Con chi chi là gì, có thật hay không?
Có ba trường hợp xảy ra :
+ Vật hoạt động lên mặt chất lỏng [ nổi ] khi FA > P, dv < dl
+ Vật hoạt động xuống dưới [ chìm ] khi FA < P, dv > dl
+ Vật lơ lửng [ nhúng chìm trọn vẹn ] trong chất lỏng khi FA = P, dv = dl
Chú ý: Khi vật chìm hẳn và nằm yên ở đáy bình tức là vật ở trạng thái cân bằng thì khi đó: FA = P
– Lí thuyết về lực đẩy Ác-si-mét còn được vận dụng so với cả chất khí. Điều này lý giải tại sao những quả bóng hay khinh khí cầu được bơm loại khí nhẹ hơn không khí hoàn toàn có thể bay lên được .
4. Bài tập minh họa
BÀI TẬP 1: Một thanh nhôm có khối lượng 2 kg được nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm, biết khối lượng riêng của nhôm và nước lần lượt là 2700 kg/m3, 1000 kg/m3.
Tóm tắt:
mnh = 2 kg, Dnh = 2700 kg / m3, Dn = 1000 kg / m3 : FA = ?
Giải:
Thể tích thanh nhôm chìm trong nước là :
Lực đẩy Ác-si-mét tính năng lên thanh nhôm là :
BÀI TẬP 2: Một quả cầu bằng sắt treo vào một lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 2,5N. Nhúng chìm hoàn toàn quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 1,8 N. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/ m3. Bỏ qua lực đẩy Ác-si-mét của không khí. Tính thể tích của quả cầu.
Tóm tắt:
P. = 2,5 N, P1 = 1,8 N, Dnước = 10000 N / m3 : V = ?
Giải:
Thể tích của quả cầu sắt là :
Xem thêm: Soạn bài Viếng lăng bác | Ngắn nhất Soạn văn 9
Xem thêm những Công thức Vật Lí lớp 8 quan trọng hay khác :
Giới thiệu kênh Youtube VietJack