Giải vở BT vật lí 8 bài: Sự nổi

A. Học theo sgk

I - ĐIỂU KIỆN ĐỂ VẬT NỔI, VẬT CHÌM

C1. Một vật ở trong lòng chất lỏng chịu tác dụng của các lực đẩy Ác-si-mét và trọng lực P.

Các lực này cùng phương và ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.

C2. a) $F_{A}$ < P

Vật chuyển động xuống dưới: (Chìm xuống đáy bình).

b) $F_{A}$  = P

Vật đứng yên: (Lơ lửng trong chất lỏng).

c)  $F_{A}$  > P

Vật chuyển động lên trên: (Nổi lên mặt thoáng).

II - ĐỘ LỚN CỦA LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT KHI VẬT NỔI TRÊN MẶT THOÁNG CỦA CHẤT LỎNG

C3. Miếng gỗ thả vào nước lại nổi vì trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn so với trọng lượng riêng của nước nên khi thả miếng gỗ vào nước thì nó sẽ chịu lực đẩy Ác-si-mét, khi nó ngập trong nước thì lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lực P nên nó đẩy khối gỗ lên làm khối gỗ nổi.

C4. Khi miếng gỗ nổi trên mặt nước, trọng lượng P của nó và lực đẩy Ác-si-mét bằng nhau vì miếng gỗ nổi và đứng yên trên mặt nước.

C5. Câu B không đúng. Vì trong công thức tính lực đẩy Ác-si-met: $F_{A}$ = d.V trong đó d là trọng lượng riêng của chất lỏng, còn V là thể tích của phần nước bị miếng gỗ chiếm chỗ, cũng chính là thể tích của phần miếng gỗ chìm trong nước hay phần thể tích được gạch chéo trong hình 12.2.

III - VẬN DỤNG

C6. Biết P = $d_{v}$.V (trong đó dv là trọng lượng riêng của chất làm vật. V là thể tích của vật) và $F_{A} = d_{1}.V$ (trong đó d1 là trọng lượng riêng của chất lỏng), hãy chứng minh rằng nếu vật là một khối đặc nhúng ngập vào trong chất lỏng thì:

    - Vật sẽ chìm xuống khi: $d_{v} > d_{1}$

    - Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi: $d_{v} = d_{1}$

    - Vật sẽ nổi lên mặt chất lỏng khi: $d_{v} < d_{1}$

Chứng minh:

So sánh trọng lượng của vật và lực đẩy Ác-si-mét do chất lỏng tác dụng lên vật:

P = $d_{v}.V$ và $F_{A} = d_{1}.V$ (vì vật là khối đặc ngập trong chất lỏng nên khi đo thể tích chất lỏng chiếm chỗ bằng thể tích của vật luôn).

Nếu:

- Vật sẽ chìm xuống nếu $P > F_{A} \leftrightarrow d_{v}.V > d_{1}.V \Leftrightarrow  d_{v} > d_{1}$.

- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng nếu $P = F_{A} \leftrightarrow d_{v}.V = d_{1}.V \Leftrightarrow  d_{v} = d_{1}$.

C7. Cấu trúc của hòn bi thép và chiếc tàu bằng thép khác nhau nên trọng lượng riêng hai vật này khác nhau. Tàu bằng thép rất nặng nhưng lại rỗng bên trong (trong là không khí hay những vật liệu nhẹ khác) do đó nếu xét cả con tàu thì trọng lượng riêng của tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước nên tàu nổi trên mặt nước. Trong khi đó trọng lượng riêng của viên bi thép lớn hơn trọng lượng riêng của nước nên nó chìm.

C8. Thả hòn bi thép vào thủy ngân thì hòn bi sẽ nổi vì trọng lượng riêng của thép (78000 $N/m^{3}$) nhỏ hơn trọng lượng riêng của thủy ngân (136000 $N/m^{3}$).

C9.  Hai vật M và N có cùng thể tích được nhúng ngập trong nước nên lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật là bằng nhau: $F_{A_{M}} = F_{A_{N}}$

+ Vật M chìm xuống đáy bình nên $F_{A_{M}} < F_{A_{N}}$

+ Vật N lơ lửng trong chất lỏng nên $F_{A_{M}} = F_{A_{N}}$

+ $P_{M} > P_{N}$

Ghi nhớ:

- Nếu ta thả một vật vào trong chất lỏng thì:

    + Vật chìm xuống khi lực đẩy Ác-si-mét FA nhỏ hơn trọng lượng P: $F_{A} < P$

    + Vật nổi lên khi: $F_{A} > P$

    + Vật lơ lửng trong chất lỏng khi: $F_{A} = P$

- Khi vật nổi lên trên mặt chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét:

$F_{A} = d.V$, trong đó V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng (không phải là thể tích V của vật (V' < V)), d là trọng lượng riêng của chất lỏng.