Lực Đẩy Ác-si-mét Là Gì? Giải Thích CHI TIẾT & Ứng Dụng Thực Tế

Lực đẩy Ác-si-mét là một khái niệm quen thuộc, nhưng bản chất, cách tính và ứng dụng của nó thì không phải ai cũng nắm rõ. Hãy cùng mncatlinhdd.edu.vn khám phá chi tiết về lực đẩy đặc biệt này.

1. Lực Đẩy Ác-si-mét Là Gì?

Khi một vật được nhúng vào chất lỏng, nó sẽ chịu một lực đẩy hướng từ dưới lên trên, có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này chính là lực đẩy Ác-si-mét.

Đặc điểm của lực Ác-si-mét:

• Cùng phương và ngược chiều với trọng lực.
• Quyết định sự nổi hay chìm của vật.

2. Sự Nổi Của Vật (Lực Đẩy Ác-si-mét)

Khi thả một vật vào chất lỏng, có ba trường hợp có thể xảy ra:

• Vật chìm: Lực đẩy Ác-si-mét nhỏ hơn trọng lượng của vật (F_A < P).
• Vật nổi: Lực đẩy Ác-si-mét lớn hơn trọng lượng của vật (F_A > P). Vật sẽ nổi đến khi F_A = P.
• Vật lơ lửng: Lực đẩy Ác-si-mét bằng trọng lượng của vật (F_A = P).

Vật nổi khi trọng lượng riêng tổng hợp của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của chất lỏng. Đây là lý do tàu lớn và nặng hơn kim loại có thể nổi. Dù kim loại nhẹ nhưng thể tích chiếm nước nhỏ, trọng lượng riêng lớn. Tàu nặng nhưng thể tích chiếm nước lớn, trọng lượng riêng tổng hợp nhỏ hơn.

3. Công Thức Tính Lực Đẩy Ác-si-mét

Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét như sau:

F_A = d.V

Trong đó:

• F_A là lực đẩy Ác-si-mét.
• d là trọng lượng riêng của chất lỏng.
• V là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Khi nào vật nổi, khi nào vật chìm?

• P > F_A: Vật chìm.
• P = F_A: Vật lơ lửng.
• P < F_A: Vật nổi.

4. Lực Đẩy Ác-si-mét Phụ Thuộc Vào Yếu Tố Nào?

Như đã đề cập, lực đẩy Ác-si-mét được tính bằng công thức: F_A = d.V.

Do đó, lực đẩy Ác-si-mét phụ thuộc vào:

• Trọng lượng riêng của chất lỏng (d).
• Thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (V).

5. Ứng Dụng Quan Trọng Của Lực Đẩy Ác-si-mét Trong Cuộc Sống

Lực đẩy Ác-si-mét có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế.

5.1. Thiết Kế Tàu, Thuyền

Lực đẩy Ác-si-mét được ứng dụng trong thiết kế tàu thuyền. Các nhà thiết kế tạo ra khoảng trống lớn để tăng thể tích tàu, giúp tàu di chuyển dễ dàng trên mặt nước. Đây là lý do tàu có trọng tải lớn không bị chìm.

5.2. Sự Nổi Của Cá

Cá có bong bóng lớn để điều chỉnh khả năng lặn nổi. Khi cá muốn nổi, bong bóng căng lên để tăng thể tích, tăng lực đẩy. Ngược lại, khi cá muốn lặn, bong bóng xẹp xuống để giảm thể tích và lực đẩy.

5.3. Sản Xuất Khinh Khí Cầu

Nguyên lý lực đẩy Ác-si-mét trong không khí được ứng dụng để sản xuất khinh khí cầu. Để khinh khí cầu bay lên, người ta đốt nóng không khí bên trong để tăng thể tích và giảm khối lượng riêng, từ đó tăng lực đẩy. Khí heli cũng được sử dụng vì nhẹ hơn không khí.

6. Bài Tập Ví Dụ Về Lực Đẩy Ác-si-mét

Bài tập 1:

Khi treo một vật nặng vào lực kế, lực kế chỉ giá trị P. Khi nhúng vật nặng chìm trong nước, lực kế chỉ giá trị P1. Vậy P1 như thế nào so với P? Giải thích.

Nguồn: https://mncatlinhdd.edu.vn/ Tác giả: Nguyễn Lân dũng