Giải bài tập VBT Vật lý lớp 8 bài 10: Lực đẩy Ác-si-mét

Treo một vật nặng vào lực kế, lực kế chỉ giá trị P (H. 10.2a). Nhúng vật nặng chìm trong nước, lực kế chỉ giá trị P₁ (H.10.2b). P₁ < P chứng tỏ khi nhúng trong nước, vật chịu một lực đẩy từ dưới lên.

Câu C2 trang 49 VBT Vật Lí 8:

Lời giải:

Kết luận: Một vật nhúng trong chất lòng bị chất lỏng tác dụng một lực đẩy hướng từ dưới lên trên.

II - Độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét

2. Thí nghiệm kiểm tra.

Câu C3 trang 49 VBT Vật Lí 8: Chứng minh độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét trong dự đoán trên là đúng:

Lời giải:

Nhúng vật nặng vào bình đựng nước, thể tích nước từ trong bình tràn ra chính là thể tích của vật. Vật nhúng trong nước bị nước tác dụng một lực F đẩy từ phía dưới lên trên do đó số chỉ của lực kế lúc này là P₂.

Ta có: P₂ = P₁ - F, do vậy P₂ < P₁.

Khi đổ nước từ bình B vào bình A, lực kế chỉ giá trị P₁. Điều này cho thấy lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng độ lớn của trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.

III - VẬN DỤNG

Câu C4 trang 49 VBT Vật Lí 8:

Lời giải:

Khi kéo gầu nước từ dưới giếng lên, ta thấy gàu khi còn ngập trong nước nhẹ hơn khi đã lên khỏi mặt nước vì gàu nước chìm trong nước có lực đẩy Ácsimet từ dưới lên, còn trong không khí, mặc dù vẫn có lực đẩy Ácsimet của không khí tác dụng vào gầu nhưng nhỏ hơn lực tác dụng của nước rất nhiều.

Câu C5 trang 50 VBT Vật Lí 8:

Lời giải:

Một thỏi nhôm và một thỏi thép có thể tích bằng nhau cùng được nhúng chìm trong nước. Hai thỏi chịu tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét như nhau vì thỏi nhôm và thép đều có thể tích như nhau.

Câu C6 trang 50 VBT Vật Lí 8:

Lời giải:

Hai thỏi đồng có thể tích bằng nhau, một thỏi được nhúng vào nước, một thỏi được nhúng vào dầu. Hai thỏi chịu lực đẩy Ác-si-mét không giống nhau, do trọng lượng riêng của nước lớn hơn trọng lượng riêng của dầu nên thỏi đồng nhúng trong nước chịu lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn (mặc dù cả hai thỏi cùng chiếm một thể tích trong nước như nhau).

Câu C7* trang 50 VBT Vật Lí 8: Phương án thí nghiệm dùng cân để kiểm tra dự đoán về độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét.

Lời giải:

- Bước 1: Dùng cân để cân một vật nặng nhỏ không thấm nước treo dướỉ một cốc A đặt trên đĩa cân.

Khối lượng vật và cốc (đĩa bên trái) bằng đúng trọng lượng của các quả cân (đĩa bên phải).

- Bước 2: Vật vẫn treo trên cân nhưng được nhúng hoàn toàn vào một bình tràn B chứa đầy nước, khi đó một phần nước trong bình tràn chảy ra cốc C và cân bị lệch về phía các quả cân.

- Bước 3: Vẫn giữ nguyên vật trong bình tràn đồng thời đổ nước từ cốc C vào cốc A trên đĩa cân thấy cân trở lại cân bằng.

Như vậy, lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng trọng lượng của phần nước bị chiếm chỗ.

Ghi nhớ:

- Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng luợng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét.

- Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét:

F = d.v, trong đó: d là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³).

V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³).

Chọn B.

Lực đẩy Ác – si – mét phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Bài 10.3 trang 51 VBT Vật Lí 8: Ba vật làm bằng ba chất khác nhau: đồng, sắt, nhôm có khối lượng bằng nhau. Khi nhúng ngập chúng vào trong nước thì lực đẩy của nước tác dụng vào vật nào là lớn nhất, bé nhất?

Lời giải:

Ba vật làm bằng ba chất khác nhau nên khối lượng riêng của ba chất đồng, sắt, nhôm khác nhau và theo thứ tự: d_đồng > d_sắt > d_nhôm.

Theo công thức thì nếu ba vật có khối lượng bằng nhau nhưng vật có khối lượng riêng nhỏ hơn thì có thể tích lớn hơn.

Do đó thể tích của các vật như sau: V_đồng < V_sắt < V_nhôm. Như vậy, lực tác dụng của nước vào nhôm là lớn nhất (đồng có thể tích nhỏ nhất).

Bài 10.5 trang 51 VBT Vật Lí 8: Thể tích của một miếng sắt là 2dm³. Tính lực đẩy Ác – si –mét tác dụng lên miếng sắt khi nó được nhúng chìm trong nước, trong rượu. Nếu miếng sắt được nhúng ở độ sâu khác nhau, thì lực đẩy Ác – si – mét có thay đổi không? Tại sao?

Lời giải:

Ta có: V_sắt = 2dm³ = 0,002m³.

Lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong nước là:

F_nước = d_nước.V_sắt = 10000N/m³.0,002m³ = 20N.

Lực đẩy Ác – si – mét tác dụng lên miếng sắt khi miếng sắt được nhúng chìm trong rượu là:

F_rượu = d_rượu.V_sắt = 8000N/m³.0,002m³ = 16N.

Lực đẩy Ác – si – mét không thay đổi khi nhúng vật ở những độ sâu khác nhau vì lực đẩy Ác – si – mét chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Bài 10a trang 51-52 VBT Vật Lí 8: Móc một quả nặng vào lực kế, số chỉ của lực kế là 20N. Nhúng chìm quả nặng đó vào trong nước, số chỉ của lực kế thay đổi như thế nào?

A. Tăng lên hai lần.

B. Giảm đi.

C. Không thay đổi.

D. Giảm đi hai lần.

Lời giải:

Chọn B.

Nhúng chìm quả nặng đó vào trong nước thì vật chịu thêm tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên làm cho vật nhẹ đi, do đó số chỉ lực kế giảm.

Bài 10b trang 52 VBT Vật Lí 8: Một vật ở ngoài không khí có trọng lượng 2,1N, nhúng vào nước thì nó nhẹ hơn 0,2N. Hỏi vật đó làm bằng chất gì? cho d_nước = 10000N/m³.

Lời giải:

Sự thay đổi về số chỉ của lực kế khi đo ở trong không khí và trong nước là do lực đẩy Ác-si-mét gây ra. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật: F_A = 0,2N.

Mặt khác ta có: F_A = V.d_n (vật ngập trong nước nên V = V_vật).

Suy ra thể tích vật:

Trọng lượng riêng của vật là:

Vậy vật đó làm bằng bạc.

Bài 10c trang 52 VBT Vật Lí 8: Một miếng đồng hình chữ nhật, dài 3cm, rộng 2cm, cao 1cm. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên miếng đồng khi nó được nhúng chìm trong nước, trong rượu. Nếu miếng đồng được nhúng chìm ở các độ sâu khác nhau, thì lực đẩy Ác-si-mét có thay đổi không?

Lời giải:

Ta có: d_nước = 10000N/m³; d_rượu = 8000N/m³.

Thể tích của miếng đồng đó là: V = 3.2.1 = 6cm³ = 0,000006m³.

Lực đẩy Ác-si-mét của nước tác dụng lên miếng đồng là:

F_A1 = d_nước.V = 10000.0,000006 = 0,06(N).

Lực đẩy Ác-si-mét của rượu tác dụng lên miếng đồng là:

F_A2 = d_rượu.V = 8000.0,000006 = 0,048(N).

Nếu miếng đồng bị nhúng chìm ở các độ sâu khác nhau thì lực đẩy Ác-si-mét không thay đổi vì thể tích phần vật ngập trong chất lỏng không đổi bằng thể tích của vật.