BÀI 15 - TÁC DỤNG CỦA CHẤT LỎNG LÊN VẬT ĐẶT TRONG NÓ

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Kéo một xô nước từ giếng lên (hình 15.1). Vì sao khi xô nước còn chìm trong nước ta thấy nhẹ hơn khi nó đã được kéo lên khỏi mặt nước?

Giải nhanh:

Khi xô nước chìm trong nước chịu lực đẩy acsimet hướng lên trên nên độ lớn của lực tác dụng vào xô nhỏ hơn khi lên khỏi mặt nước. 

I. LỰC ĐẨY CỦA CHẤT LỎNG LÊN VẬT ĐẶT TRONG NÓ 

Câu hỏi 1: Em hãy trả lời câu hỏi ở phần mở đầu bài học.

Giải nhanh:

Khi xô nước chìm trong nước chịu lực đẩy acsimet hướng lên trên nên độ lớn của lực tác dụng vào xô nhỏ hơn khi lên khỏi mặt nước. 

Câu hỏi 2: Nêu ví dụ về lực đẩy Acsimet trong thực tế. 

Giải nhanh:

Nhấc hòn đá trong nước thì thấy hòn đá nhẹ hơn khi nhất ngoài không khí.

Luyện tập 1: Biểu diễn lực đẩy Acsimet tác dụng vào vật đặt trong chất lỏng (hình 15.4). 

Giải nhanh:

Vật lơ lửng trong chất lỏng → F_A= P.

Câu hỏi 3: Trong trường hợp nào sau đây, nhấn vật xuống đáy bể nước dễ dàng hơn?

• Nhấn một chai nhựa rỗng có thể tích 500 ml được nút kín.
• Nhấn một chai nhựa rỗng có thể tích 5l được nút kín.

Giải nhanh:

Thể tích càng lớn thì khối lượng riêng càng nhỏ → d_500ml > d_5l. Mà khối lượng riêng của vật nào nặng hơn sẽ dễ chìm xuống nước hơn → Trường hợp 1.

Luyện tập 2: Thả hai vật hình hộp có kích thước giống nhau, một vật bằng gỗ và một vật bằng sắt vào trong nước (hình 15.6). So sánh lực đẩy Acsimet tác dụng lên hai vật.

Giải nhanh:

Hình a, F_A > P (vật nổi). Hình b, F_A < P (vật chìm).

II. ĐIỀU KIỆN ĐỊNH TÍNH ĐỂ MỘT VẬT NỔI HAY CHÌM TRONG MỘT CHẤT LỎNG 

Câu hỏi 4: Vì sao một khúc gỗ lớn nổi được trong nước trong khi một viên bi thép nhỏ hơn nhiều lại bị chìm.

Giải nhanh:

Vì hòn bi làm bằng thép có khối lượng riêng > nước nên bị chìm. 

Câu hỏi 5: Thả một miếng đất nặn vào nước thì bị chìm, hình 15.7a. Vì sao cũng số lượng đất nặn ấy được nặn thành vật như hình 15.7b thì lại nổi trên nước?

Giải nhanh:

Hình 15.7b, thể tích của miếng đất nặn chìm trong nước tăng lên dẫn đến lực đẩy Ác si mét tăng lên, khi đó lực đẩy Ác si mét > trọng lượng của vật → vật nổi.

Vận dụng: Chứng minh rằng khi thả một khối đặc trong chất lỏng thì:

• Vật chìm xuống nếu trọng lượng riêng của nó lớn hơn trọng lượng riêng của chất lỏng.
• Vật nổi lên nếu trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của chất lỏng.

Giải nhanh:

Khi nhúng một vật ngập trong chất lỏng thì: Trọng lượng của vật được tính bằng: P = dv.V (trong đó dv là trọng lượng riêng của chất làm vật) và FA = d_l.V.

• Vật sẽ chìm xuống khi P > F_A → dv.V > d_l.V → dv > d_l
• Vật sẽ nổi lên trên mặt chất lỏng khi P < F_A → dv.V < d_l.V → dv < d_l