A. LÝ THUYẾT

1. Tìm hiểu tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó

Hãy tiến hành các thí nghiệm sau, quan sát hiện tượng, rút ra nhận xét, kết luận và điền vào chỗ trống.

Nhấn chìm quả bóng bàn vào trong nước, rồi buông tay ra.

Nhận xét: Khi buông tay ra, quả bóng ......................, chứng tỏ chất lỏng đã ................. lên quả bóng.

Dùng dây cao su buộc vật nặng. Đo độ dài dây. Nhúng vật chìm hoàn toàn vào trong nước, đo độ dài dây cao su.

Nhận xét: Nhúng vật vào trong nước, độ dài dây cao su ..................... so với độ dài ban đầu, chứng tỏ chất lỏng đã ........................... lên vật nặng.

Kết luận: Vật nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng ..................... hướng từ ..................... gọi là lực đẩy Ác-si-mét (F_A)

Hướng dẫn:

• Khi buông tay ra, quả bóng nổi lên trên, chứng tỏ chất lỏng đã tác dụng lực lên quả bóng.
• Nhúng vật vào trong nước, độ dài dây cao su nhỏ hơn so với độ dài ban đầu, chứng tỏ chất lỏng đã tác dụng lực lên vật nặng.

Kết luận: Vật nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng của lực đẩy hướng thẳng đứng từ dưới lên gọi là lực đẩy Ác-si-mét (F_A)

2. Tìm hiểu độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét

Hãy đọc câu truyền về Ác-si-mét để nêu dự đoán về độ lớn lực đẩy Ác-si-mét.

Nhà vua Hê-Rôn xứ Si-Ra-Cuyt (306 - 215 TCN) giao vàng cho một người thợ kim hoàn làm cho vua một chiếc vương miện đặc. Nhà vua nghi ngờ người thợ đã ăn bớt vàng và pha bạc vào chiếc vương miện, nhưng ông không thể nào chứng minh được. Nhà vua giao nhiệm vụ khó khăn này cho Ác-si-mét. Ác-si-mét ngày đêm lo lắng suy nghĩ làm thế nào để thực hiện nhiệm vụ vua giao. Một hôm, trong lúc đang ngâm mình trong bồn tắm, ông đã phát hiện ra ông càng nhấn mình sâu xuống nước, nước càng đẩy ông với lực mạnh hơn. Từ đó, ông tìm ra cách giải quyết bài toán về vương miện của nhà vua. Lực đẩy của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó đã mang tên nhà bác học tìm ra nó "Lực đẩy Ác-si-mét"

Dự đoán:

Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng ................. của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Trong thí nghiệm dưới đây, nếu gọi trọng lượng của cốc là Pc, trong lượng vật là Pv, trọng lượng nước tràn ra là P_n. Số chỉ lực kế ở hình 10.4a là P₁, số chỉ lực kế ở hình 10.4b là P₂, lực đẩy Ác-si-mét là F_A. Hãy thảo luận nhóm để viết biểu thức liên hệ giữa các lực trong các hình 10.4a,4b,4c. Rút ra nhận xét và hoàn thành kết luận:

Treo cốc A chứa đựng nước và vật nặng vào lực kế. Lực kế chỉ P1	Nhúng vật nặng ngập hoàn toàn vào bình tràn đựng đầy nước, nước từ bình tràn chảy vào cốc B. Lực kế chỉ P2	Đổ nước từ cốc B vào cốc A. Lực kế chỉ P1
P1 .................................	P2 .................................	P1 .................................

Kết luận: Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng .............................

Công thức: FA = d.V

Trong đó FA: ........................................................................

               d : ........................................................................

               V : ........................................................................

Hướng dẫn:

Dự đoán: Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng trọng lượng của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

P₁ = P_c + P_v

P₂ = P_c + P_v - P_n

Kết luận: Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng trọng lượng của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Công thức :          F_A = d.V

Trong đó: F_A: lực đẩy Ác-si-mét.

                 d : trọng lượng riêng của chất lỏng.

                 V : thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ.

3. Ứng dụng của lực đẩy Ác-si-mét

Thảo luận nhóm để trả lời các câu hỏi dưới đây:

a. Tại sao khi ngâm mình trong nước bể bơi ta có cảm giác cơ thể mình nhẹ nhõm hơn so với khi ở trên bờ?

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

b. Tại sao các quả bóng bay được bơm khí hidro lại bay được lên không trung?

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

Hướng dẫn:

a. Khi ngâm mình trong nước bể bơi ta có cảm giác cơ thể mình nhẹ nhõm hơn so với khi ở trên bờ.

Vì khi trên bờ trọng lượng của cơ thể là P = m.g

Còn khi ở dưới nước do có lực đẩy Ác-si-mét hướng thẳng đứng lên trên nên trọng lượng cơ thể lúc này là P' = P - F_A < P

Do đó ta có cảm giác cơ thể mình nhẹ nhõm hơn so với khi ở trên bờ.

b. Khi bóng bay được bơm khí hiđrô thì bóng sẽ có 1 thể tích V và trọng lượng riêng d_hiđrô của hiđrô. Lúc này trọng lực của quả bóng là P = V.d_hiđrô.g

Mà bóng sẽ chịu 1 lực đẩy Ác-si-mét hướng thẳng đứng từ dưới lên trong môi trường không khí với độ lớn F_A = V.d_{không khí.}

Mà d_hiđrô < d_{không khí} nên quả bóng sẽ bay lên không trung.