Bài tập về sự nổi: Cùng tìm hiểu và rèn kỹ năng tư duy vật lý với Izumi.Edu.VN

Bạn là một giáo viên hay học sinh đang tìm kiếm tài liệu hữu ích để nắm vững kiến thức về sự nổi? Đừng lo, Izumi.Edu.VN sẽ giúp bạn! Hôm nay, chúng tôi xin giới thiệu tới bạn tài liệu “Bài tập về sự nổi” – một bộ tài liệu đầy hấp dẫn với những bài tập thú vị về sự nổi và lý thuyết vật lý từ chương trình giảng dạy lớp 8.

1. Điều kiện để vật nổi, vật chìm

Vật nổi và vật chìm

Để hiểu vật nổi và vật chìm, chúng ta cần biết về lực đẩy Ác-si-mét (FA), một lực quan trọng trong hiện tượng sự nổi. Khi một vật được nhúng vào trong lòng chất lỏng, có ba trường hợp sau đây:

Bạn đang xem: Bài tập về sự nổi: Cùng tìm hiểu và rèn kỹ năng tư duy vật lý với Izumi.Edu.VN

• Vật chuyển động lên mặt chất lỏng khi FA > P (trọng lượng của vật).
• Vật chuyển động xuống dưới khi FA < P.
• Vật lơ lửng (nhúng chìm hoàn toàn) trong chất lỏng khi FA = P.

2. Độ lớn của lực đẩy Ác-Si-Met khi vật nổi trên mặt thoáng của chất lỏng

Khi vật nổi trên mặt chất lỏng, lực đẩy Ác-si-mét (FA) được tính bằng công thức FA = d * V. Trong đó:

• FA: Lực đẩy Ác-si-mét (N)
• d: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m3)
• V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ trong chất lỏng (m3)
• V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng chứ không phải thể tích của vật.

3. Phương pháp giải

Trong bài tập, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp so sánh lực đẩy Ác-si-mét và xác định trọng lượng của một vật khi nổi trên mặt chất lỏng.

So sánh lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật

• Khi một vật thả vào trong hai chất lỏng khác nhau nhưng vật đều nổi, thì lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật trong hai trường hợp đó đều bằng nhau.
• Khi hai vật làm bằng các chất liệu khác nhau nhưng có cùng thể tích và cùng nổi trong một chất lỏng, vật nào nặng hơn thì lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật đó lớn hơn.

Xác định trọng lượng của một vật khi nổi trên mặt chất lỏng

Muốn xác định trọng lượng của một vật khi nổi trên mặt chất lỏng, chúng ta cần xác định lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật đó. Khi vật nổi trên mặt chất lỏng, trọng lượng của vật luôn bằng lực đẩy Ác-si-mét FA tác dụng lên vật.

4. Bài tập về sự nổi

Bài tập 1: Lực nâng của một phao

Một phao bơi có thể tích 25 dm3 và khối lượng 5 kg. Hỏi lực nâng tác dụng vào phao khi chìm trong nước là bao nhiêu? Trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m3.

Trả lời:
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên phao là: FA = d V = 10000 0.025 = 250N
Trọng lượng của phao là: P = 10 * 5 = 50N
Lực nâng phao là: F = FA – P = 250N – 50N = 200N
=> Đáp án: C

Bài tập 2: Quả cầu đồng và thủy ngân

Thả một quả cầu đặc bằng đồng vào một chậu đựng thủy ngân. Biết đồng có trọng lượng riêng 89000 N/m3, thủy ngân có trọng lượng riêng là 136000 N/m3. Nhận xét nào sau đây là đúng?

Trả lời:
Với trọng lượng riêng của quả cầu đồng nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân, ta có:

• Trọng lượng: P = dvV
• Lực đẩy Ác-si-mét: FA = dV
  => Ta suy ra P < FA → quả cầu đồng nổi trên mặt thoáng của thủy ngân
  => Đáp án: B

Bài tập 3: Xác định trọng lượng của vật

Một vật có trọng lượng riêng là 26.000 N/m3. Treo vật vào một lực kế rồi nhúng vật ngập trong nước thì lực kế chỉ 150N. Hỏi nếu treo vật ở ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiêu? (cho biết trọng lượng riêng của nước là 10.000 N/m3).

Trả lời:
Giả thiết: d = 26000 N/m3, Pn = 150N
dn = 10000 N/m3, p = ?

Nhúng chìm vật trong nước, vật chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên vật nhẹ hơn so với vật ở ngoài không khí.
Do lực đẩy Ác-si-mét chính là hiệu số giữa trọng lượng của vật ở ngoài không khí và trọng lượng của vật ở trong nước, ta có: F = P – Pn.
Trong đó: p là trọng lượng của vật ở trong không khí, Pn là trọng lượng của vật ở trong nước.
Hay dnV = dV – Pn
Trong đó: V là thể tích của vật, dn là trọng lượng riêng của nước, d là trọng lượng riêng của vật.
Suy ra: dV – dnV = Pn ⇔ V(d – dn) = Pn ⇔ V = Pn / (d – dn)

Trọng lượng của vật ở ngoài không khí là:
P = V.d = Pn.d / (d – dn) = 150×26000 / (26000-10000) = 243,75 (N)

Vậy, ta đã giải đáp câu hỏi và cung cấp cho bạn những kiến thức cần thiết về sự nổi. Hãy ghé thăm Izumi.Edu.VN để tìm hiểu thêm nhiều tài liệu học tập khác nhé!

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu lý