Bài tập 10: Lực đẩy Acsimét

10.1. Lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào

A. trọng lượng riêng của chất lỏng và của vật

B. trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

C. trọng lượng riêng và thể tích của vật

D. trọng lượng của vật và thể tích của sản phẩm lỏng bị vật chiếm chỗ.

Giải

Chọn B. trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

 


10.2. Ba quả cầu bằng thép nhúng trong nước (H10.1). Lực Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu nào là lớn nhất ?

A. Quả 3, vì nó ở sâu nhất.

B. Quả 2, vì nó lớn nhất.

C. Quả 1, vì nó nhỏ nhất.

D. Bằng nhau vì đều bằng thép và đều nhúng trong nước.

Giải

Chọn B. Quả 2, vì nó lớn nhất.

 


10.3. Ba vật làm bằng ba chất khác nhau là đồng, sắt, nhôm, có khối lượng bằng nhau. Khi nhúng chúng ngập vào trong nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào vật nào là lớn nhất, bé nhất ?

Giải 

Ba vật bằng 3 chất khác nhau nên khối lượng riêng của chúng khác nhau

Dđồng > Dsắt > Dnhôm Vì mđ  = ms = mnh => Vđ < Vs < Vnh (V= m/D)

Do đó lực đẩy của nước tác dụng vào vật bằng nhôm là lớn nhất.

Do đó lực đẩy của nước tác dụng vào vật bằng đồng là bé nhất.

 


10.4. Ba vật làm bằng ba chất khác nhau sắt, nhôm, sứ, có hình dạng khác nhau nhưng thể tích bằng nhau. Khi nhúng chúng ngâp vào trong nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào ba vật có khác nhau không ? Tại sao ?

Giải

Lực đẩy tác dụng vào 3 vật bằng nhau. Vì F = d.V mà 3 vật có thể tích bằng nhau.

 


10.5. Thể tích của một niếng sắt là 2dm3. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi nó được nhúng chìm trong nước, trong rượu. Nếu miếng sắt được nhúng ở độ sâu khác nhau, thì lực đầy Ác-si-mét có thay đổi không ? Tại sao ?

Giải

- Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miiếng sắt khi nhúng trong nước

FA = dnước , Vsắt = 10 000.0,002 – 20N

- 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 của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

 


10.6. Một thỏi nhôm và một thỏi đồng có trọng lượng như nhau. Treo các thỏi nhôm và đồng vào hai phía  của một cân treo. Để cân bằng rồi nhúng ngập cả hai thỏi đồng thời vào hai bình đựng nước. Cân bây giờ còn  thăng bằng không ? Tại sao ?

Giải

Cân không thăng bằng. Lực đẩy của nước tác dụng vào 2 thỏi tính theo công thức:

FA1 = dVnhôm  , FA2 = dVđồng

Vì dđồng > dnhôm => Vđồng > Vnhôm => FA1 > FA2

 


10.7. Lực đẩy Ác-si-mét có thể tác dụng lên vật nào dưới đây ?

A. Vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng.         B. Vật lơ lửng trong chất lỏng

C. Vật trên trên vật chất lỏng                         D. Cả ba trường hợp trên

Giải

Chọn D. Cả ba trường hợp trên

 


10.8. Thả một viên bi sắt vào một cốc nước. Viên bi càng xuống sâu thì

A. lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó càng tăng, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng

B. lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó càng giảm, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng

C. lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó không đổi, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng

D. lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó không đổi, áp suất nước tác dụng lên nó không đổi

Giải

Chọn C. lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó không đổi, áp suất nước tác dụng lên nó càng tăng

 


10.9. Một vật được mốc vào lực kế để đo lực theo phương thẳng đứng. Khi vật ở trong không khí, lực kế chỉ 4,8N. Khi vật chìm trong nước, lực kế chỉ 3.6N. Biết trọng lượng riêng của nước là 104N/m3. Bỏ qua lực đẩy Ác-si-mét của không khí. Thể tích của vật nặng là

A. 480cm3       B. 360 cm3        C. 120 cm3      D. 20 cm3

Giải

Chọn C. 120 cm3  

Lực đẩy Ac-si-mét tác dụng lên vật:

FA = P = P1 = 4,8 – 3,6 = 1,2n

Thể tích vật: V =……….

 


10.10. Điều kiện để một vật đặc, không thấm nước, chỉ chìm một phần trong nước là

A. trọng lượng riêng của vật bằng trong lượng riêng của nước

B. trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn trong lượng riêng của nước

C. lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lượng của vật

D. lực đẩy Ác-si-mét nhỏ hơn trọng lượng của vật

Giải

Chọn B. trọng lượng riêng của vật nhỏ hơn trong lượng riêng của nước

 


10.11*. Một cục nước đá được thả nổi trong một cốc đựng nước. Chứng minh rằng khi nước đá tan hết thì mực nước trong cốc không  thay đổi.

Giải

Gọi Pd là trọng lượng của cục đá khi chưa tan, V1 là thể tích của phần nước bị cục đá chiếm chỗ, dn là trọng lượng riêng của nước, FA là lực đẩy Ac-si-mét tác dụng lên nước đá khi chưa tan.

Pd = FA = V1dn …… (1)

Gọi V2 là thể tích của nước do cục nước đá tan hết tạo thành, P2 là trọng lượng của lượng nước trên , ta có : V2 = P2 / dn

Vì khối lượng của cục nước đá và khối lượng của lượng nước do cục nước đá tan hết tạo thành phải bằng nhau, nên:

P2 = Pd và V2 = P2 / dn (2)

Từ (1) và (2) suy ra: V1 = V2 . Thể tích của phần nước bị nước đá chiếm chỗ đúng bằng thể tích của nước trong cốc nhận được khi nước đá tan hết. Do đó mực nước trong cốc không thay đổi.

 


10.12. Treo một vật ở ngoài không khí vào lực kế, lực kế chỉ 2,1N. Nhúng chìm vật đó vào nước thì chỉ số của lực kế giảm 0,2N. Hỏi chất làm vật đó có trong lượng riêng lớn gấp bao nhiêu lần trọng lượng riêng của nước. Biết trọng lượng riêng của nước là 10 000N/m3

Giải

Nhúng quả cầu 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 FA = 0,2N

Ta có FA = Vdn , trong đó dn là trọng lượng riêng của nước, V là thể tích phần nước bị chiếm chỗ. Thể tích của vật là

V= ………….

……….



10.13*. Một quả cầu bằng nhôm, ở ngoài không khí có trọng lượng là 1,458N. Hỏi phải khoét bớt lõi quả cầu một thể tích bằng bao nhiêu rồi hàn kín lại, để khi thả quả cầu vào nước nằm lơ lửng trong nước? Biết trọng lượng riêng của nước và nhôm lần lượt là 10 000N/m3 và 27000 N/m3

Giải

Thể tích của quả cầu nhôm:

V= P……..

Gọi thể tích phần còn lại của quả cầu sau khi khoét lỗ là V1. Để quả cầu nằm lơ lửng trong nước thì trọng lượng còn lại P1 của quả cầu phải bằng lực đẩy Ác-si-mét: P1 = FA

dA1V1 = ……….

Thể tích nhôm đã khoét là: 54 – 20 = 34cm3