Công Thức Tính Lực Đẩy Ác-si-mét Lớp 10: Chi Tiết và Bài Tập Vận Dụng

[keyword]: Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét

Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét

F_A = ρ.g.V

Trong đó:

• F_A: Lực đẩy Ác-si-mét (N)
• ρ: Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³)
• g: Gia tốc trọng trường (thường lấy 9,8 m/s² tại Trái Đất)
• V: Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³)

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1

Một khối sắt có thể tích 2 dm³ được nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên khối sắt. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³ và g = 9,8 m/s².

Lời giải:

Đổi thể tích sang đơn vị m³: V = 2 dm³ = 2 x 10⁻³ m³

Áp dụng công thức: F_A = ρ.g.V = 1000 x 9,8 x 2 x 10⁻³ = 19,6 N

Vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên khối sắt là 19,6 N.

Ví dụ 2

Một vật có trọng lượng riêng 22000 N/m³. Khi treo vật vào lực kế và nhúng chìm hoàn toàn trong nước, lực kế chỉ 30 N. Tính trọng lượng của vật khi ở ngoài không khí. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m³.

Lời giải:

Gọi P là trọng lượng của vật ở ngoài không khí.

Khi vật ở trong nước, lực kế chỉ giá trị bằng hiệu của trọng lượng và lực đẩy Ác-si-mét:

F = P – F_A

Ta có: F_A = d_n.V, trong đó d_n là trọng lượng riêng của nước.

Mặt khác, thể tích của vật được tính bằng: V = P/d_v, trong đó d_v là trọng lượng riêng của vật.

Thay vào công thức lực đẩy Ác-si-mét: F_A = d_n.(P/d_v)

Vậy: F = P – d_n.(P/d_v)

=> 30 = P – 10000.(P/22000)

=> 30 = P.(1 – 10000/22000)

=> P = 30 / (1 – 10/22) = 55 N

Vậy trọng lượng của vật khi ở ngoài không khí là 55 N.

Bài tập vận dụng

Bài 1

Một vật làm bằng sắt và một vật làm bằng hợp kim có cùng khối lượng. Cả hai vật được nhúng chìm hoàn toàn trong cùng một chất lỏng. So sánh lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật. Biết khối lượng riêng của sắt là 7874 kg/m³ và của hợp kim là 6750 kg/m³.

Đáp án: Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật làm bằng hợp kim lớn hơn lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật làm bằng sắt. Lập tỉ số giữa hai lực đẩy này.

Bài 2

Một miếng sắt có thể tích 2 dm³. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng sắt khi nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m³ và g = 9.8 m/s².

Bài 3

Một vật được treo vào lực kế. Khi ở ngoài không khí, lực kế chỉ 2,1 N. Khi nhúng chìm vật trong nước, lực kế chỉ 1,9 N. Tính trọng lượng riêng của vật. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m³.

Bài 4

Một vật có trọng lượng riêng 22000 N/m³. Khi treo vật vào lực kế và nhúng chìm vật trong nước, lực kế chỉ 30 N. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/m³.

Bài 5

Một vật làm bằng nhôm và một vật làm bằng hợp kim có cùng khối lượng. Cả hai vật được nhúng chìm hoàn toàn trong cùng một chất lỏng. So sánh lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật. Biết trọng lượng riêng của nhôm là 27000 N/m³ và của hợp kim là 67500 N/m³.