Một quả cầu đồng chất có khối lượng M = 10kg và thể tích V = 0,016m3.
a. Hãy đưa ra kết luận về trạng thái của quả cầu khi thả nó vào bể nước.
b. Dùng một sợi dây mảnh, một đầu buộc vào quả cầu, đầu kia buộc vào một điểm cố định ở đáy bể nước sao cho quả cầu ngập hoàn toàn trong nước và dây treo có phương thẳng đứng. Tính lực căng dây?
Cho biết: Khối lượng riêng của nước D = 103kg/m3.
a. Khối lượng riêng của quả cầu là:
DC =M/V=10/0,016= 625(kg/m3)
Ta thấy DC (= 625kg/m3) < Dnước (= 1000kg/m3) nên khi thả quả cầu vào nước thì quả cầu sẽ nổi trên mặt nước.
b. Học sinh vẽ đúng hình và phân tích được các lực tác dụng lên quả cầu được
Các lực tác dụng lên quả cầu:
– Lực đẩy Ác-si-mét FA thẳng đứng hướng từ dưới lên và
có cường độ: FA = dn.V = 10Dn.V 0,25đ
– Trọng lực P thẳng đứng hướng xuống dưới và:
P = 10M
– Lực căng dây T thẳng đứng hướng xuống dưới.
Khi quả cầu cân bằng (đứng yên) thì FA = P + T
=> T = FA – P = 10Dn.V – 10M = 10.1000.0,016 – 10.10
= 160 – 100 = 60 (N)
Vậy lực căng dây T bằng 60N
Đáp án:
a. Quả cầu chìm 1 phần trong nước.
b. T=64,8N
Giải thích các bước giải:
a.
Khối lượng riêng của nước là \(1030kg/{m^3}\) chứ không phải \(103kg/{m^3}\) nha, bạn ghi thiếu 1 số 0.
Trọng lực của vật là:
P=10m=10.10=100N
Lực đẩy acsimet tác dụng vào quả cầu là :
\({F_A} = {d_n}V = 10{D_n}V = 10.1030.0,016 = 164,8N\)
Vì \({F_A} > P\) nên quả cầu chìm 1 phần trong nước.
b.
Khi quả cầu cân bằng thì:
\({F_A} = P + T \Rightarrow T = {F_A} – P = 164,8 – 100 = 64,8N\)