Chuyên đề Vật Lý 8: Lực đẩy Ác-si-mét - Sự Nổi - Tech12h

A. TỔNG QUAN KIẾN THỨC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

I. Tóm tắt kiến thức

1. Lực đẩy Ác-si-mét

• Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy từ dưới lên với lực có độ lớn bằng một trọng lượng của phần chất lỏng mà được chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.
• 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.

2. Sự nổi của vật

Một vật có trọng lượng P được nhứng vào trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét FA:

• Khi vật nổi: P < FA.
• Khi vật chìm: P > FA.
• Khi vật lơ lửng trong lòng chất lỏng: P = FA.

II. Phương pháp giải

1. Dạng 1: Tính lực đẩy Ác-si-mét

Để xác định lực đẩy Ác-si-mét lên một vật nhúng vào chất lỏng, cần nhớ lực này có phương thẳng đứng, chiều hướng lên trên và độ lớn tính bằng công thức:

FA = d. V

Chú ý:

• Khi vật nổi: V là phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ (khác với thể tích của vật) .
• Khi vật chìm hay lơ lửng trong chất lỏng: Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ cũng là thể tích của vật.
• Khi vật nhúng hoàn toàn trong chất lỏng thì V = $\frac{m}{D}$, với m, D lần lượt là khối lượng và khối lượng riêng của vật.

Ví dụ 1: Một vật có khối lượng 0,42kg, khối lượng riêng D = 10,5 g/cm3 được nhúng hoàn toàn trong nước. Tìm lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật, cho trọng lượng riêng của nước d = 10000 N/m3.

Hướng dẫn:

Thể tích của vật xác định từ công thức: V = $\frac{m}{D}$

Với m = 0,42kg = 420g => V = $\frac{420}{10,5}$ = 40 (cm3) = 0,00004 (m3)

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật:

FA = d.V = 0,00004.10000 = 0,4N

2. Dạng 2: Sự nổi - Xác định lực đẩy Ác-si-mét bằng lực kế

Để xác định lực đẩy Ác-si-mét bằng lực kế, cần biết khi vật nằm cân bằng trong chất lỏng thì trọng lượng của vật bằng với lực kéo của lực kế và lực đẩy Ác-si-mét:

P = F + FA suy ra FA = P - F

Ví dụ 2: Treo một vật vào lực kế, lực kế chỉ 10N. Nếu nhúng vật chìm trong nước, lự kế chỉ 6N. Hãy xác định lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật.

Hướng dẫn:

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật:

FA = P - F = 10 - 6 = 4N