Lực đẩy Ác-si-mét

Lực đẩy Ác – si – mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

$ \begin{array}{l} {{d}_{dau}} < {{d}_{nuoc}} \\ {{V}_{dau}}={{V}_{nuoc}} \\ {{F}_{Adau}}={{d}_{dau}}.{{V}_{dau}} \\ {{F}_{Anuoc}}={{d}_{nuoc}}.{{V}_{nuoc}} \\ \Rightarrow {{F}_{Adau}} < {{F}_{Anuoc}} \end{array} $

Vậy lực đẩy Ác-si-mét khi thỏi đồng được nhúng trong nước lớn hơn được nhúng trong dầu vì trọng lượng riêng của nước lớn hơn trọng lượng riêng của dầu.

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật là:

$ {{F}_{A}}=P-P'=6,5-3,5=3N $

Thể tích vật :

$ V=\dfrac{{{F}_{A}}}{{{d}_{n}}}=\dfrac{3}{{{10}^{4}}}={{3.10}^{-4}}{{m}^{3}}=300c{{m}^{3}} $

Lực đẩy Ác-si-mét chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích phần vật chìm trong chất lỏng.

Vì hai quả cầu cùng được nhúng trong dầu nên trọng lượng riêng d như nhau, thể tích V của hai quả cầu như nhau. Do đó, lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai quả cầu như nhau.

Ta có $ 2d{{m}^{3}}=0,002{{m}^{3}} $

Lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là:

$ {{F}_{A}}={{d}_{r}}.{{V}_{s}}=8000.0,002=16N $

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 phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Khi nhúng chìm vật vào nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác – si –mét nên chỉ số của lực kế giảm 0,2N, tức là $ {{F}_{A}}=0,2N $ .

Ta có: $ {{F}_{A}}=V.{{d}_{n}} $ , trong đó $ {{d}_{n}} $ là trọng lượng riêng của nước, V là thể tích phần nước bị vật chiếm chỗ.

Thể tích của vật là: $ V=\dfrac{{{F}_{A}}}{{{d}_{n}}}=\dfrac{0,2}{10000}=0,00002{{m}^{3}} $

$ \Rightarrow d=\dfrac{P}{V}=\dfrac{2,1}{0,00002}=105000\left( N/{{m}^{3}} \right) $

Tỉ số: $ \dfrac{d}{{{d}_{n}}}=1,05 $ lần. Vậy chất làm vật là bạc.

Ta có $ 2d{{m}^{3}}=0,002{{m}^{3}} $

Lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là:

$ {{F}_{A}}={{d}_{n}}.{{V}_{s}}=10000.0,002=20N $

Vì lực đẩy Ác – si – mét không phụ thuộc vào độ sâu nên lực đẩy Ác – si – mét không đổi, còn áp suất chất lỏng tỉ lệ thuận với độ sâu của vật tới mặt thoáng của chất lỏng nên viên bi sắt càng xuống sâu thì áp suất càng tăng.

Lực đẩy Ác – si –mét có thể tác dụng lên vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng, vật lơ lửng trong chất lỏng, vật nổi trên chất lỏng.

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nhôm là: $ {{F}_{A1}}={{d}_{n}}.{{V}_{1}} $

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên chì là: $ {{F}_{A2}}={{d}_{n}}.{{V}_{2}} $

Vì nhôm và chì có thể tích là 1cm³ và cùng được thả vào trong nước nên ta có:

$ \left\{ \begin{array}{l} {{d}_{n}}={{d}_{n}} \\ {{V}_{1}}={{V}_{2}} \end{array} \right. $

$ {{F}_{A1}}={{F}_{A2}} $

Do đó thể tích của các vật như sau: $ {{V}_{d}}={{V}_{s}}={{V}_{nh}} $ . Như vậy, lực tác dụng của nước vào các vật là như nhau.

Vì ba quả cầu đều được nhúng trong nước nên trọng lượng riêng của chất lỏng như nhau, quả 2 có thể tích lớn nhất nên lực đẩy Ác – si – mét tác dụng nên nó là lớn nhất.

$ \begin{array}{l} V=4d{{m}^{3}}=0,004{{m}^{3}} \\ D=1000kg/{{m}^{3}} \\ {{F}_{A}}=?N \end{array} $

Khi nhúng chìm quả cầu bằng sắt trong nước thì lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu là: $ {{F}_{A}}=d.V=10D.V=10.1000.0,004=40(N) $

Lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật là bằng nhau vì lực đẩy Ác- si – mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích chiếm chỗ mà ba vật đều được nhúng trong nước, có thể tích như nhau nên lực tác dụng là như nhau.

Khi vật lơ lửng trong lòng chất lỏng thì vật chịu tác dụng của hai lực $ {{F}_{A}},P $ cân bằng nhau:

$ {{F}_{A}}=P=10.m=10.50=500(N) $

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 nên:

+ Lực đẩy Ác-si-mét ngược chiều với chiều trọng lực.

+ Áp lực của chất lỏng tác dụng theo mọi phương vì áp suất của chất lỏng gây ra theo mọi phương.

+ Khi vật chuyển động đi lên hoặc đi xuống ở trong lòng chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét không bằng trọng lượng của vật.

Điều kiện để một vật đặc, không thấm nước, chỉ chìm một phần trong nước là trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng vào viên bi khi nhúng lần lượt trong dầu, nước, xăng là:

+ Trong dầu: $ {{F}_{A1}}={{d}_{1}}.V $

+ Trong nước: $ {{F}_{A2}}={{d}_{2}}.V $

+ Trong xăng: $ {{F}_{A3}}={{d}_{3}}.V $

Mà $ {{d}_{3}} < {{d}_{1}} < {{d}_{2}} $ nên $ {{F}_{A3}} < F{}_{A1} < {{F}_{A2}} $