Lực đẩy acsimet là gì? Bài tập, công thức tính lực đẩy acsimet

Lực đẩy acsimet là nội dung quan trọng trong môn Vật Lý 8 thường hay xuất hiện trong các bài kiểm tra, bài thi. Vậy lực đẩy ác si mét là gì? Công thức tính lực đẩy acsimet là gì? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về nội dung Vật Lý này qua các thông tin trong bài viết nhé.

Lực đẩy acsimet là gì?

Lực đẩy acsimet (lực đẩy ác-si-mét) là lực tác động bởi một chất lưu (có thể là chất lỏng hoặc chất khí) lên một vật thể được nhúng trong nó, khi cả hệ thống đều nằm trong một trường lực của Vật Lý học (là trọng trường hoặc lực quán tính).

Lực đẩy này được tìm ra bởi nhà Vật lý học người Hy Lạp – Archimedes. Ông đã phát hiện ra con người khi chìm ở trong nước càng nhiều thì sẽ có lực đẩy càng lớn. Có thể hiểu là phần thể tích của nước bị một người chiếm chỗ càng lớn thì lực đẩy mà nước tác động lên người sẽ càng mạnh.

Ký hiệu của lực đẩy acsimets là FA, đơn vị đo là niu tơn (N).

Xem thêm:

• Lực lorenxơ là gì? Công thức, cách xác định và bài tập lực lorenxơ
• [Vật lý 11] Công của lực điện không phụ thuộc vào gì?
• Ngẫu lực là gì? Công thức tính momen của ngẫu lực và bài tập
• Định luật vạn vật hấp dẫn là gì? Đặc điểm, công thức bài tập về lực hấp dẫn
• Lực ma sát là gì? Lực ma sát có tác dụng gì?

Công thức tính lực đẩy acsimet

Công thức tính lực đẩy acsimet là:

FA = d.V

Trong đó:

• FA: Là lực đẩy ác-si-mét (đơn vị tính là N).
• d: Là trọng lượng riêng của chất lỏng (đơn vị tính là N/m2).
• V: Là thể tích của phần chất lỏng đã bị vật chiếm chỗ (tính bằng m3).

Lưu ý: V có thể hiểu là thể tích phần chìm của vật trong chất lỏng chứ không phải là thể tích của vật. Để tính được thông số này, các bạn có thể áp dụng những cách tính sau đây:

• Khi biết V_nổi => V_chìm = V_vật – V_nổi
• Khi biết độ cao (h) phần chìm của vật => V_chìm = S_đáy.h
• Nếu biết vật bị chìm hoàn toàn trong chất lỏng đó => V_chìm = V_vật

Độ lớn của lực đẩy acsimet sẽ luôn bằng với trọng lượng của vật.

Lực đẩy ác-si-mét và sự nổi

Sẽ có 3 trường hợp xảy ra khi chúng ta tiến hành thả một vật vào trong chất lỏng như sau:

• FA < P: Vật sẽ bị chìm xuống.
• FA > P: Vật sẽ nổi.
• FA = P: Vật sẽ lơ lửng ở trong chất lỏng.

(P là trọng lượng của vật)

Lực đẩy ác-si-mét khi ở trong không khí

Lực đẩy ác si mét khi ở trong không khí thường nhỏ hơn trong chất lỏng, bởi không khí có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng của chất lỏng.

FA_kk = d_kk.V

Trong đó:

• FA_kk là lực đẩy acsimet trong không khí.
• d_kk là trọng lượng riêng của không khí.
• V là thể tích của vật.

Đặc điểm của lực đẩy acsimet

Lực đẩy acsimet có những đặc điểm như sau:

• Xuất hiện khi có sự nhúng của một vật thể nào đó vào trong chất khí hoặc chất lỏng, khi mà cả hệ thống đều nằm trong một trường lực vật lý học. 
• Cùng phương nhưng lại ngược hướng với trọng lực.
• Quyết định tới sự chìm hay nổi của một vật.

Lực đẩy ác-si-mét phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Như ở trên chúng ta đã biết, lực đẩy này được tính bằng công thức:

 FA = d.V 

Vì vậy, nó phụ thuộc vào trọng lượng riêng của một chất lỏng hoặc chất khí và thể tích của phần chất lỏng, chất khí bị chiếm chỗ.

Ứng dụng của lực đẩy acsimet trong đời sống

Lực đẩy acsimet được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về những dụng này ở dưới đây:

Trong sản xuất tàu, thuyền

Đây là ứng dụng nổi bật nhất của lực đẩy acsimet. Khi làm một con tàu, các nhà thiết kế thường sẽ tạo ra những khoảng trống lớn nhằm giảm thể tích cho tàu. Nhờ đó mà con tàu mới có thể di chuyển dễ dàng ở trên bề mặt nước. 

Trong sản xuất khinh khí cầu

Để có một chiếc khinh khí cầu bay được lên trên cao, người ta sẽ dùng lửa đốt để khiến cho thể tích không khí bên trong khinh khí cầu tăng lên. Nhờ vào quá trình giãn nở, thể tích không khí sẽ tăng lên dẫn đến tăng lực đẩy và giảm khối lượng riêng của khinh khí cầu xuống.

Sự nổi của cá

Các loài cá có thể tự điều chỉnh được khả năng lặn hoặc nổi là do cấu tạo cơ thể có chứa một bong bóng lớn, đây cũng chính là nguyên lý của lực đẩy ác si mét. Khi cá muốn nổi thì bong bóng sẽ căng lên làm cho thể tích tăng và có lực đẩy. Ngược lại, nếu cá lặn thì bong bóng sẽ co lại để giảm thể tích và lực đẩy.

Bài tập lực đẩy acsimet

Để có thể ghi nhớ kiến thức lâu, các bạn cần phải làm bài tập vận dụng cho thật nhuần nhuyễn. Hãy cùng chúng tôi làm một số bài tập có liên quan đến lực đẩy acsimet ở dưới đây nhé.

Bài tập 1: Các bạn hãy so sánh lực đẩy acsimet tác dụng lên trên thỏi nhôm và đồng có cùng thể tích khi:

1. Nhúng chìm trong nước
2. Thỏi nhôm được nhúng chìm trong dầu, còn thỏi đồng bị nhúng chìm vào nước.

Lời giải:

Giả sử gọi:

• V thể tích của thỏi nhôm và đồng.
• d là trọng lượng riêng của nước.

a) Khi cùng nhúng 2 thỏi nhôm và đồng vào nước, ta có:

• FA_đồng = d. V_đồng
• FA_nhôm  = d. V_nhôm

Mà Vđ_ồng =  V_nhôm => FA_đồng = FA_nhôm 

b) Thỏi nhôm được những chìm trong dầu nên ta có:

• FA_nhôm  = d_dầu. V_nhôm = 8900. V_nhôm

Thỏi đồng nhúng chìm trong nước nên ta có:

• FA_đồng = d_nước. V_đồng = 10000. V_đồng

Mà V_nhôm = V_đồng => FA_nhôm  <  FA_đồng

Bài tập 2:Thể tích của một miếng sắt là 2dm³, nước có d = 10000N/m³. 

a) Hãy tính lực đẩy ác si mét nếu miếng sắt được nhúng chìm ở trong nước.

b) Giá trị của FA có sự thay đổi theo độ sâu của vật ở trong nước hay không?

Lời giải:

a) Khi nhúng thanh sắt bị chìm vào nước, ta có

FA = d.V = 10000 . 0,002 = 20 N

b)Theo công thức tính thì giá trị của lực đẩy ác si mét sẽ không bị phụ thuộc vào độ sâu của vật ở trong nước. Nó chỉ phụ thuộc vào trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng đã bị vật chiếm chỗ.

Bài tập 3: Móc một vật vào đầu của lực kế để đo theo phương thẳng đứng. Nếu vật ở trong không khí thì lực kế sẽ chỉ 4,8N và giảm còn 3,6N khi vật bị chìm trong nước. Tính thể tích của vật nặng đó, biết rằng nước có trọng lượng riêng là 104N/m3, bỏ qua lực đẩy acsimet của không khí.

Lời giải:

Sự thay đổi về chỉ số của lực kế khi đo ở trong nước và không khí là do lực đẩy ác si mét gây ra.

=> Lực đẩy acsimet tác dụng lên vật là:

FA = P_kk –  P_nước = 4,8 –  3,6 = 1,2N

Mặt khác do vật ngập hẳn trong nước nên V = V_vật

Thể tích của vật là: V = FA.d_nước= 1,2 : 104 = 120cm³

Hy vọng bài viết này mang đến các thông tin hữu ích để các bạn hiểu rõ lực đẩy ác si mét là gì? Công thức tính lực đẩy acsimet như nào? Nếu còn vấn đề gì thắc mắc về nội dung trong bài viết, hãy bình luận bên dưới để chúng tôi giải đáp thật chi tiết.