Đề bài
Hãy thực hiện thí nghiệm và kết luận.
1. Một quả bóng bàn đang nổi trên mặt nước. Ấn cho quả bóng chìm vào trong nước [hình H10.2].
Hiện tượng xảy ra thế nào khi ta buông, không ấn vào quả bóng nữa? Lực tác dụng từ đâu gây ra hiện tượng đó?
2. Treo một vật nặng bằng dây cao su [dây thun] vào giá đỡ. Vật nặng ở trong lòng một cái bình thủy tinh. Ban đầu bình rỗng, dây thun dãn ra và vật nặng nằm gần sát đáy bình [hình H10.3a]. Đổ nước vào gần đầy bình để vật nặng chìm hoàn toàn trong nước [hình H10.3b]
Vật nặng vẫn ở vị trí cũ hay ở vị trí cao hơn, thấp hơn? Độ dãn của dây thun thay đổi thế nào? Điều đó chứng tỏ gì?
Lời giải chi tiết
1. Khi buông tay ra thì quả bóng sẽ nổi lên. Lực trong chất lỏng đã tác dụng lên quả bóng làm quả bóng nổi lên.
2. Vật nặng vẫn ở vị trí cao hơn so với trước. Dây cao su ít bị giãn hơn điều này chứng tỏ nước đã tác dụng lên vật một lực để nâng vật lên.
Loigiaihay.com
Đề bài
Phải có điều kiện gì thì quả bóng bàn bị móp, được nhúng vào nước nóng mới có thể phồng lên?
Video hướng dẫn giải
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Chất khí nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.
Lời giải chi tiết
Khi cho quả bóng bàn bị ép vào nước nóng, không khí trong quả bóng bị nóng lên, nở ra làm cho quả bóng phồng lên như cũ.
Do đó điều kiện để quả bóng bàn bị móp, được nhúng vào nước nóng mới có thể phồng lên là không khí bên trong quả bóng không được thất thoát ra ngoài, nghĩa là quả bóng không bị hở khí.
Loigiaihay.com
Hay nhất
quả bóng bàn cho vào nước nóng sẽ phồng lên vì: khi cho vào nước nóng, không khí trong bóng nóng lên, nở ra. Ngăn cản bởi lớp vỏ bóng bàn làm phồng lên
1. Tìm hiểu tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó
Hãy tiến hành các thí nghiệm sau, quan sát hiện tượng, rút ra nhận xét, kết luận và điền vào chỗ trống.
Nhấn chìm quả bóng bàn vào trong nước, rồi buông tay ra.
Nhận xét: Khi buông tay ra, quả bóng ......................, chứng tỏ chất lỏng đã ................. lên quả bóng.
Dùng dây cao su buộc vật nặng. Đo độ dài dây. Nhúng vật chìm hoàn toàn vào trong nước, đo độ dài dây cao su.
Nhận xét: Nhúng vật vào trong nước, độ dài dây cao su ..................... so với độ dài ban đầu, chứng tỏ chất lỏng đã ........................... lên vật nặng.
Kết luận: Vật nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng ..................... hướng từ ..................... gọi là lực đẩy Ác-si-mét [FA]
Hướng dẫn:
- Khi buông tay ra, quả bóng nổi lên trên, chứng tỏ chất lỏng đã tác dụng lực lên quả bóng.
- Nhúng vật vào trong nước, độ dài dây cao su nhỏ hơn so với độ dài ban đầu, chứng tỏ chất lỏng đã tác dụng lực lên vật nặng.
Kết luận: Vật nhúng vào chất lỏng chịu tác dụng của lực đẩy hướng thẳng đứng từ dưới lên gọi là lực đẩy Ác-si-mét [FA]
2. Tìm hiểu độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét
Hãy đọc câu truyền về Ác-si-mét để nêu dự đoán về độ lớn lực đẩy Ác-si-mét.
Nhà vua Hê-Rôn xứ Si-Ra-Cuyt [306 - 215 TCN] giao vàng cho một người thợ kim hoàn làm cho vua một chiếc vương miện đặc. Nhà vua nghi ngờ người thợ đã ăn bớt vàng và pha bạc vào chiếc vương miện, nhưng ông không thể nào chứng minh được. Nhà vua giao nhiệm vụ khó khăn này cho Ác-si-mét. Ác-si-mét ngày đêm lo lắng suy nghĩ làm thế nào để thực hiện nhiệm vụ vua giao. Một hôm, trong lúc đang ngâm mình trong bồn tắm, ông đã phát hiện ra ông càng nhấn mình sâu xuống nước, nước càng đẩy ông với lực mạnh hơn. Từ đó, ông tìm ra cách giải quyết bài toán về vương miện của nhà vua. Lực đẩy của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó đã mang tên nhà bác học tìm ra nó "Lực đẩy Ác-si-mét"
Dự đoán:
Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng ................. của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
Trong thí nghiệm dưới đây, nếu gọi trọng lượng của cốc là Pc, trong lượng vật là Pv, trọng lượng nước tràn ra là Pn. Số chỉ lực kế ở hình 10.4a là P1, số chỉ lực kế ở hình 10.4b là P2, lực đẩy Ác-si-mét là FA. Hãy thảo luận nhóm để viết biểu thức liên hệ giữa các lực trong các hình 10.4a,4b,4c. Rút ra nhận xét và hoàn thành kết luận:
| Treo cốc A chứa đựng nước và vật nặng vào lực kế. Lực kế chỉ P1 | Nhúng vật nặng ngập hoàn toàn vào bình tràn đựng đầy nước, nước từ bình tràn chảy vào cốc B. Lực kế chỉ P2 | Đổ nước từ cốc B vào cốc A. Lực kế chỉ P1 |
| P1 ................................. | P2 ................................. | P1 ................................. |
Kết luận: Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng .............................
Công thức: FA = d.V
Trong đó FA: ........................................................................
d : ........................................................................
V : ........................................................................
Hướng dẫn:
Dự đoán: Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng trọng lượng của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
P1 = Pc + Pv
P2 = Pc + Pv - Pn
Kết luận: Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng trọng lượng của chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
Công thức : FA = d.V
Trong đó: FA: lực đẩy Ác-si-mét.
d : trọng lượng riêng của chất lỏng.
V : thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ.
3. Ứng dụng của lực đẩy Ác-si-mét
Thảo luận nhóm để trả lời các câu hỏi dưới đây:
a. Tại sao khi ngâm mình trong nước bể bơi ta có cảm giác cơ thể mình nhẹ nhõm hơn so với khi ở trên bờ?
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
b. Tại sao các quả bóng bay được bơm khí hidro lại bay được lên không trung?
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
Hướng dẫn:
a. Khi ngâm mình trong nước bể bơi ta có cảm giác cơ thể mình nhẹ nhõm hơn so với khi ở trên bờ.
Vì khi trên bờ trọng lượng của cơ thể là P = m.g
Còn khi ở dưới nước do có lực đẩy Ác-si-mét hướng thẳng đứng lên trên nên trọng lượng cơ thể lúc này là P' = P - FA < P
Do đó ta có cảm giác cơ thể mình nhẹ nhõm hơn so với khi ở trên bờ.
b. Khi bóng bay được bơm khí hiđrô thì bóng sẽ có 1 thể tích V và trọng lượng riêng dhiđrô của hiđrô. Lúc này trọng lực của quả bóng là P = V.dhiđrô.g
Mà bóng sẽ chịu 1 lực đẩy Ác-si-mét hướng thẳng đứng từ dưới lên trong môi trường không khí với độ lớn FA = V.dkhông khí.
Mà dhiđrô < dkhông khí nên quả bóng sẽ bay lên không trung.