a) 1 quả cầu có khối lượng 300g, khi treo quả cầu vào lực kế rồi nhúng chìm trong rượu thì số chỉ lực là 1,4N. Tính trọng lượng riêng của chất làm vật, biết trọng lượng riêng của rượu là 8000N/m3. b) Nếu nhúng vật sao cho chỉ có 1 nửa chìm trong chất lỏng thì số chỉ lực kế là bao nhiêu? c) Khi nhúng ngập 3 quả cầu làm bằng 3 chất khác nhau có khối lượng như nhau là nhôm, thép, chì vào trong rượu tihf lực đẩy của rượu tác dụng lên quả nào lớn nhất? Bé nhất? Tại sao? Biết khối lượng riêng của nhôm là 2700kg/m3, thép là 7800kg/m3, chì là 11300kg/m3.
Đáp án:
a. d = 15000N/m³
b. F = 2N
c. Nhôm là lớn nhất và chì là bé nhất.
Giải thích các bước giải:
a. Đổi: 300g = 0,3kg
Trọng lượng của quả cầu là:
$P = 10m = 10.0,3 = 3N$
Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên quả cầu là:
${F_A} = P – P’ = 3 – 1,4 = 1,6N$
Thể tích của vật là:
${F_A} = {d_r}.V \Leftrightarrow V = \dfrac{{{F_A}}}{{{d_r}}} = \dfrac{{1,6}}{{8000}} = 0,0002{m^3}$
Trọng lượng riêng của chất làm vật là:
$d = \dfrac{P}{V} = \dfrac{3}{{0,0002}} = 15000N/{m^3}$
b. Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật lúc này là:
${F_A}’ = {d_n}.\dfrac{1}{2}V = 10000.\dfrac{1}{2}.0,0002 = 1N$
Số chỉ của lực kế lúc này là:
$F = P – {F_A}’ = 3 – 1 = 2N$
c. Khi nhúng ngập 3 quả cầu làm bằng 3 chất khác nhau có khối lượng như nhau là nhôm, thép, chì vào trong rượu thì lực đẩy của rượu tác dụng lên quả cầu nhôm là lớn nhất và quả cầu chì là nhỏ nhất vì lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật tỉ lệ thuận với thể tích của vật mà thể tích của vật tỉ lệ nghịch với khối lượng riêng của chất làm vật và cả 3 quả cầu có cùng khối lượng nên vì d nhôm < d thép < d chì nên lực đẩy của rượu tác dụng lên quả cầu nhôm là lớn nhất và quả cầu chì là nhỏ nhất.
Đáp án:
a, Ta có: trọng lượng của vật là: P=10.m=10.0,3=3(N)
– Lực đẩy ác – si – mét tác dụng lên vật là:
Fa = P – F = 3 – 1,4 = 1,6(N)
– Thể tích của vật là:
Vv = $\frac{Fa}{d}$ = $\frac{1,6}{8000}$ = 0,0002(m3)
– Trọng lượng riêng của chất làm vật là:
dv = $\frac{P}{V}$ = $\frac{3}{0,0002}$ = 15000(N/m3)
b, Lực đẩy ác – si – mét tác dụng lên vật khi vật chỉ chìm một nửa trong chất lỏng là:
Fa = d.Vc = d.$\frac{1}{2}$.V = 8000.$\frac{1}{2}$.0,0002 = 0,8(N)
Vậy số chỉ lực kế là: F = P – Fa = 3 – 0,8 = 2,2(N)
c, Lực đẩy ác – si – mét của rượu tác dụng lên quả cầu làm bằng nhôm là:
Fa = d.Vv = 8000.$\frac{m}{D}$ = 8000.$\frac{m}{2700}$ = 2,96.m
Lực đẩy ác – si – mét của rượu tác dụng lên quả cầu làm bằng thép là:
Fa = d.Vv = 8000.$\frac{m}{D}$ = 8000.$\frac{m}{7800}$ = 1,03.m
Lực đẩy ác – si – mét của rượu tác dụng lên quả cầu làm bằng chì là:
Fa = d.Vv = 8000.$\frac{m}{D}$ = 8000.$\frac{m}{11300}$ = 0,7.m
– Vậy lực đẩy của rượu tác dụng lên quả cầu làm bằng nhôm là lớn nhất , lên quả cầu bằng chì là bé nhất.