Lực đẩy ác-si-mét và cách giải các dạng bài tập (2026) chi tiết nhất

Lực đẩy ác-si-mét

1. Định nghĩa

Một vật bị nhúng vào chất lỏng, bị chất lỏng đẩy bằng một lực có:

+ Phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên;

+ Cường độ bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ;

+ Điểm đặt là tâm hình học của phần vật nằm dưới mặt chất lỏng.

Lực này được gọi là lực đẩy Ác-si-mét.

2. Công thức

- Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: F_A = d.V = 10.D.V

Trong đó:

+ d: là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³);

+ D: là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m³);

+ V: là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³);

+ F_A: là lực đẩy Ác-si-mét (N).

3. Kiến thức mở rộng

- Tính V: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ = thể tích phần chìm của vật:

+ Nếu cho biết Vnổi thì V_chìm = V_vật – V_nổi.

+ Nếu cho biết chiều cao h của phần chìm của vật (có hình dạng đặc biệt) thì V_chìm=S_đáy.h.

+ Nếu cho biết vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng thì V_chìm = V_vật.

+ Nếu vật có khối lượng m chìm hoàn toàn tỏng chất lỏng thì thể tích (D: khối lượng riêng của vật).

- Khi biết trọng lượng của vật (số đo của lực kế) ở trong không khí (P) và trọng lượng của vật khi nhúng trong chất lỏng (P₁) thì lực đẩy Ác-si-mét: F_A = P - P₁.

- Tính trọng lượng riêng của chất lỏng, thể tích phần chìm của vật:

Từ công thức:

- Một vật ở trong chất lỏng chịu tác dụng của:

+ Trọng lực, có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, độ lớn là P.

+ Lực đẩy Ác-si-mét của chất lỏng, có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên, độ lớn là F_A.

Có ba trường hợp xảy ra:

+ Vật chuyển động lên mặt chất lỏng (nổi) khi F_A > P, d_v < d_l

+ Vật chuyển động xuống dưới (chìm) khi F_A < P, d_v > d_l

+ Vật lơ lửng (nhúng chìm hoàn toàn) trong chất lỏng khi F_A = P , d_v = d_l

Chú ý: Khi vật chìm hẳn và nằm yên ở đáy bình tức là vật ở trạng thái cân bằng thì khi đó: F_A = P

- Lí thuyết về lực đẩy Ác-si-mét còn được áp dụng đối với cả chất khí. Điều này giải thích tại sao những quả bóng hay khinh khí cầu được bơm loại khí nhẹ hơn không khí có thể bay lên được.

4. Bài tập minh họa

BÀI TẬP 1: Một thanh nhôm có khối lượng 2 kg được nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm, biết khối lượng riêng của nhôm và nước lần lượt là 2700 kg/m³, 1000 kg/m³.

Tóm tắt:

m_nh = 2 kg, D_nh = 2700 kg/m³, D_n = 1000 kg/m³: F_A = ?

Giải:

Thể tích thanh nhôm chìm trong nước là:

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm là:

BÀI TẬP 2: Một quả cầu bằng sắt treo vào một lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 2,5N. Nhúng chìm hoàn toàn quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 1,8 N. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/ m³. Bỏ qua lực đẩy Ác-si-mét của không khí. Tính thể tích của quả cầu.

Tóm tắt:

P = 2,5 N, P₁ = 1,8 N, D_nước = 10000 N/ m³: V = ?

Giải:

Thể tích của quả cầu sắt là:

5. Bài tập tự luyện

Bài 1: Một thanh nhôm có khối lượng 0,5 kg được nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm, biết khối lượng riêng của nhôm và nước lần lượt là 2700 kg/m³, 1000 kg/m³.

Bài 2: Một quả cầu bằng sắt treo vào một lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 20N. Nhúng chìm hoàn toàn quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 11 N. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000 N/ m³. Bỏ qua lực đẩy Ác-si-mét của không khí. Tính thể tích của quả cầu.

Bài 3: Một khối gỗ khô có khối lượng 5 kg được nhúng chìm hoàn toàn trong nước. Tính lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thanh nhôm, biết khối lượng riêng gỗ khô và nước lần lượt là 800 kg/m³, 1000 kg/m³.

Bài 4: Một vật nặng 3kg đang nổi trên mặt nước. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật bằng bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³

Bài 5: Một khúc gỗ và một thỏi thép có thể tích bằng nhau cùng được nhúng chìm trong nước. Nhận xét nào sau đây là đúng?

A. Thỏi nào nằm sâu hơn thì lực đẩy Ác si mét tác dụng lên thỏi đó lớn hơn.

B. Thép có trọng lượng riêng lớn hơn khúc gỗ nên thỏi thép chịu tác dụng của lực đẩy Ác si mét lớn hơn.

C. Khúc gỗ và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Ác si mét như nhau vì chúng cùng khối lượng.

D. Khúc gỗ và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Ác si mét như nhau vì chúng chiếm thể tích trong nước như nhau.

Bài 6: Theo hình dưới đây, lực đẩy Ác-si-met phụ thuộc vào

A. Thể tích toàn bộ vật

B. Thể tích chất lỏng

C. Thể tích phần chìm của vật

D. Tổng thể tích của nước và vật.

Bài 7: Một miếng nhôm nặng 1kg đang chìm trong nước. Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật bằng bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m³

Bài 8: Móc 1 quả cầu sắt vào lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 100N. Nhúng chìm quả cầu sắt đó vào trong nước số chỉ của lực kế thay đổi như thế nào?

Bài 9: Móc 1 quả nặng vào lực kế ở ngoài không khí. Nhúng chìm quả nặng đó vào trong nước số chỉ của lực kế giảm đi 50N? Hỏi vật chỉ số lực kế ban đầu bằng bao nhiêu?

Bài 10: Một khối nước đá hình lập phương cạnh 25cm, khối lượng riêng 0,9g/cm³. Viên đá nổi trên mặt nước. Tính tỉ số giữa thể tích phần nổi và phần chìm của viên đá từ đó suy ra chiều cao của phần nổi.