Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét và bài tập có lời giải chính xác 100%

Trong chuyên mục Vật Lý hôm nay, THPT CHUYÊN LAM SƠN chia sẻ lý thuyết lực đẩy Ác si mét là gì? Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây để các bạn hệ thống lại kiến thức để vận dụng làm bài tập nhé

Nội Dung

Lực đẩy Ác-si-mét là gì?

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

Thí nghiệm kiểm tra

Bước 1: Đo P₁ của cốc A và vật
Bước 2: Nhúng vật vào nước, nước sẽ tràn ra cốc chứa. Đo trọng lượng P₂
Bước 3: So sánh P₂ và P₁: P₂ ⇒ P1 = P₂ + FA
Bước 4: Đổ nước tràn từ cốc chứa vào cốc A, đo trọng lượng: ⇒ P₁ = P₂ + P(nước tràn ra)

Khi nhúng vật chìm trong bình tràn, thể tích nước tràn ra bằng thể tích của vật. Vật bị nước tác dụng lực đẩy từ dưới lên số chỉ của lực kết là: P₂ = P₁ – FA

Khi đổ nước từ B sang A lực kế chỉ P₁ chứng tỏ FA có độ lến bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Đặc điểm của lực acsimet:

Cùng phương và ngược hướng với trọng lực.
Chúng quyết định đến sự nổi hay chìm của một vật.

Công thức tính lực đẩy Ác si mét

F_A= d.V

Trong đó:

F_A: lực đẩy Ác si mét (N)
d: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³)
V: thể tích của phần chất lỏng bị chiếm chỗ (m³)

Lưu ý:

V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ cũng chính là thể tích phần chìm của vật chứ không phải là thể tích của vật. Muốn tính thể tích phần chìm của vật có nhiều trường hợp:

Nếu cho biết V_nổi thì V_chìm = V_vật – V_nổi
Nếu cho biết chiều cao h phần chìm của vật (có hình dạng đặc biệt) thì V_chìm= S_đáy.h
Nếu cho biết vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng thì V_chìm = V_vật

Tham khảo thêm:

Bài tập áp dụng lục đẩy Ác – si – mét thường gặp nhất

Ví dụ 1: Một thanh nhôm có khối lượng 2 kg được nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm, biết khối lượng riêng của nhôm và nước lần lượt là 2700 kg/m³, 1000 kg/m³.

Lời giải

Thể tích thanh nhôm chìm trong nước là:

V = m_nh/D_nh = 2/2700 = 1/1350 (m³)

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm là:

F_A = d_n.V = 10.D_n.V = 10.1000.1/1350 = 7,4 (N)

Ví dụ 2: Treo một vật ở ngoài không khí vào lực kế, lực kế chỉ 2,1 N. Nhúng chìm vật đó vào nước thì số chỉ của lực kế giảm 0,2 N. Hỏi chất làm vật đó có trọng lượng riêng lớn gấp bao nhiêu lần trọng lượng riêng của nước. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m³.

Lời giải

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

Ta có: FA = V.dn

Thể tích của vật:

⇒ V = FA/dn = 0,2/10000 = 0,00002 m³

⇒ d = P/V = 2,1/0,00002 = 105000 N/m³

⇒ d/dn = 105000/10000 = 10,5 lần

Ví dụ 3: Một vật làm bằng nhôm và một vật làm bằng hợp kim có cùng khối lượng và được nhúng vào trong cùng một chất lỏng. Hỏi lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật nào lớn hơn? Lớn hơn mấy lần? Biết trọng lượng riêng của nhôm và hợp kim lần lượt là 27000 N/m3 và 67500 N/m3.

Lời giải

Gọi d1, d2 là trọng lượng riêng của nhôm và hợp kim.

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên 2 vật:

F_A1 = d_n.V₁ = d_n.m/d₁

F_A2 = d_n.V₂ = d_n.m/d₂

⇒ F_A1 = 2,5.FA₂

Vậy lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên vật làm bằng nhôm lớn hơn và lớn hơn 2,5 lần.

Ví dụ 4: Hãy chứng minh rằng thí nghiệm ở hình 10.3 chứng tỏ dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét nêu trên là đúng.

Nhúng vật nặng vào bình đựng nước, thể tích nước từ trong bình tràn ra chính là thể tích của vật. Vật nhúng trong nước bị nước tác dụng một lực F đẩy từ phía dưới lên trên, do đó, số chỉ của lực kế lúc này là P2.

Ta có: P2 = P1 – F, do vậy P2 1.

Khi đổ nước từ bình B vào bình A, lực kế chỉ giá trị P1. Điều này cho thấy lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng độ lớn của trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.

Vậy dự đoán của Ác si mét về độ lớn của lực đẩy Ác si mét là đúng.

Bên trên là toàn bộ lý thuyết và công thức tính lực đẩy Ác-si-met mà chúng tôi đã phân tích chi tiết phía trên có thể giúp các bạn áp dụng vào làm bài tập nhanh chóng nhé