Tại sao miếng gỗ thả vào nước thì nổi?

VnDoc xin giới thiệu bài Tại sao miếng gỗ thả vào nước thì nổi? được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 8. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Tại sao miếng gỗ thả vào nước thì nổi?

Lời giải:

Do 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.

1. Tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó

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

2. Độ lớn của Lực đẩy Acsimet

Công thức tính độ lớn của lực đẩy Acsimet như sau:

FA=d.V

Trong đó:

F là lực đẩy Acsimet.

d là trọng lượng riêng của chất lỏng.

V là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Vậy khi nào vật nổi, còn khi nào vật sẽ chìm? Với công thức này, sẽ có ba trường hợp xảy ra như sau:

P > F: Vật sẽ bị chìm xuống dưới.

P = F: Vật đứng lơ lửng trong chất lỏng.

P < F: Vật nổi

Hay nói cách khác, vật sẽ nổi khi trọng lượng riêng tổng hợp của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước. Điều này có thể lý giải vì sao tàu to và nặng gấp nhiều lần so với kim lại có thể nổi, bởi kim tuy nhẹ nhưng thể tích chiếm nước nhỏ nên trọng lượng riêng sẽ lớn còn tàu tuy nặng nhưng thể tích chiếm nước rất lớn do đó trọng lượng riêng tổng hợp của nó sẽ nhỏ.

3. So sánh lực đẩy Acsimet tác dụng lên các vật

- Khi các vật được nhúng chìm hoàn toàn trong cùng một chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên các vật chỉ phụ thuộc vào thể tích của chúng. Vật nào có thể tích lớn hơn thì vật đó chịu lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó lớn hơn.

- Khi các vật có cùng khối lượng (làm bằng các chất khác nhau) được nhúng chìm hoàn toàn trong cùng một chất lỏng thì lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên các vật chỉ phụ thuộc vào khối lượng riêng của chúng. Vật nào có khối lượng riêng lớn hơn thì vật đó chịu lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó nhỏ hơn.

- Khi các vật có cùng thể tích được nhúng chìm hoàn toàn trong các chất lỏng khác nhau thì vật nào được nhúng trong chất lỏng có trọng lượng riêng lớn hơn thì vật đó chịu lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên nó lớn hơn.

- Lực đẩy không xem xét sức căng bề mặt (lực mao dẫn) tác động lên vật. Hơn nữa, lực đẩy Archimedes không áp dụng được trong chất lỏng phức tạp.

Có một ngoại lệ đối với nguyên tắc của Archimedes được gọi là trường hợp dưới cùng (hoặc bên). Điều này xảy ra khi một bên của vật chạm vào đáy (hoặc bên) của tàu mà nó bị ngập trong nước, và không có chất lỏng nào thấm vào dọc theo bên đó. Trong trường hợp này, lực đẩy ròng là khác với lực đẩy Archimedes, do thực tế là do không có chất lỏng nào thấm vào bên đó, nên sự đối xứng của áp lực đã bị phá vỡ.

4. Ứng dụng của lực đẩy Acsimets trong cuộc sống

- Ứng dụng lực đẩy Acsimet để thiết kế tàu, thuyền

Trong thực tế, lực đẩy Acsimet được ứng dụng khá nhiều trong cuộc sống. Ví dụ nổi bật nhất phải kể đến để thiết kế tàu thuyền. Các nhà thiết kế đã áp dụng lực đẩy Acsimet như sau: Họ sẽ tạo ra các khoảng trống lớn để giúp tăng thể tích cho tàu, qua đó sẽ khiến tàu thuyền di chuyển dễ dàng trên bề mặt nước. Đó là lý do giải thích vì sao, tàu thuyền có trọng tải rất lớn nhưng lại không bị chìm khi chúng đi trên mặt nước.

- Ứng dụng sản xuất khinh khí cầu

Ứng dụng của nguyên lý lực đẩy Acsimet trong không khí, người ta đã áp dụng để sản xuất khinh khí cầu thành công. Nếu khinh khí cầu muốn bay lên trên cao, người ta sẽ dùng lửa đốt để giúp tăng thể tích không khí bên trong khinh khí cầu, quá trình giãn nở này giúp tăng thể tích để tăng lực đẩy.

- Ví dụ về sự nổi của cá nhờ lực đẩy Acsimet

Còn trong tự nhiên, các loài cá cũng có cấu tạo cơ thể chứa một bong bóng lớn để giúp điều chỉnh khả năng lặn hay nổi của chúng, đó cũng chính là nguyên lý của lực đẩy Acsimet. Theo đó, nếu cá muốn nổi, bong bóng sẽ căng lên để tăng thể tích làm cho lực đẩy tăng lên, giúp cho cá nổi cao hơn một cách dễ dàng và ngược lại.

----------------------------------------

Như vậy chúng tôi đã giới thiệu các bạn tài liệu Tại sao miếng gỗ thả vào nước thì nổi? Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Lý thuyết môn Vật lí lớp 8, Giải bài tập môn Vật lý lớp 8, Giải vở bài tập Vật Lý 8, Tài liệu học tập lớp 8, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 8 và đề thi học kì 2 lớp 8 mới nhất được cập nhật.