Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 75

Tóm tắt lý thuyết

I – Lực đẩy tác dụng lên vật đặt trong chất lỏng

• Lực đẩy do chất lỏng tác dụng lên vật đặt trong nó gọi là lực đẩy Archimedes, có phương thẳng đứng, chiều hướng lên trên (ngược chiều trọng lực).
• So sánh trọng lực $P$ và lực đẩy Archimedes $F_A$:
• $P > F_A$: vật chìm xuống.
• $P = F_A$: vật lơ lửng.
• $P < F_A$: vật nổi lên.

II – Độ lớn của lực đẩy Archimedes

• Cá điều chỉnh thể tích bong bóng khí để thay đổi $F_A$ mà nổi lên hay chìm xuống (Hình 17.3).
• Thí nghiệm phần II nhằm so sánh trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ với lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật.

---

Câu hỏi trang 73 (mục ?)

Câu 1

Đề: Hãy biểu diễn các lực tác dụng vào viên bi, ốc vít kim loại, miếng xốp khi chúng ở vị trí như trong Hình 17.2.

Lời giải: Mỗi vật chịu hai lực cùng phương thẳng đứng:

Cách vẽ: tại mỗi vật vẽ một mũi tên $P$ hướng xuống, một mũi tên $F_A$ hướng lên. Với bi và ốc vít, mũi tên $P$ dài hơn $F_A$; với miếng xốp, mũi tên $F_A$ dài hơn $P$.

Câu 2

Đề: Hãy rút ra điều kiện để một vật chìm xuống hoặc nổi lên khi đặt trong chất lỏng.

Lời giải: So sánh trọng lực $P$ với lực đẩy Archimedes $F_A$:

• $P > F_A \Rightarrow$ vật chìm xuống.
• $P = F_A \Rightarrow$ vật lơ lửng (cân bằng trong lòng chất lỏng).
• $P < F_A \Rightarrow$ vật nổi lên.

Lý do: hai lực ngược chiều nhau, hợp lực quyết định chuyển động. Lực nào lớn hơn thì vật đi theo chiều lực đó.

Câu 3

Đề: Mô tả sự thay đổi lực đẩy của nước lên quả bóng trong Hình 17.1 từ khi bắt đầu nhấn quả bóng vào nước, đến khi quả bóng chìm hoàn toàn trong nước.

Lời giải: Càng nhấn quả bóng xuống sâu, phần thể tích quả bóng chìm trong nước càng lớn, nên thể tích nước bị bóng chiếm chỗ tăng dần. Vì vậy lực đẩy Archimedes tăng dần. Đến khi quả bóng chìm hoàn toàn, toàn bộ thể tích bóng nằm trong nước, lực đẩy đạt giá trị lớn nhất và sau đó không tăng thêm dù nhấn sâu hơn (vì thể tích chiếm chỗ không đổi). Đó cũng là lý do tay ta cảm nhận lực đẩy ngày càng mạnh khi ấn bóng xuống.

---

Câu hỏi trang 74

Hoàn thành Bảng 17.1 và rút ra kết luận

Đề: Từ bảng số liệu ta có thể rút ra được kết luận gì về độ lớn lực đẩy Archimedes?

Phân tích thí nghiệm: với mỗi thể tích nước tràn ra, ta tính:

• Lực đẩy Archimedes: $F_A = P - F_1$ (số chỉ lực kế giảm đi khi nhúng vật).
• Trọng lượng nước bị chiếm chỗ: $P_{nước} = 10\,m$ (với $m$ là khối lượng nước tràn ra, đơn vị kg).

Quy luật quan sát được trong từng cặp cột:

• Thể tích chiếm chỗ tăng (20 → 40 → 60 → 80 cm³) thì lực đẩy Archimedes tăng theo.
• Ở mỗi dòng, lực đẩy Archimedes ≈ trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Kết luận (định luật Archimedes):

Độ lớn lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật bằng trọng lượng của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Công thức:
$$F_A = d \cdot V$$
trong đó:

• $F_A$: lực đẩy Archimedes (N),
• $d$: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³),
• $V$: thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³).

Giải thích thêm: vì nước muối có trọng lượng riêng lớn hơn nước thường nên ở cùng một thể tích chiếm chỗ, lực đẩy của nước muối lớn hơn của nước. Điều này lý giải vì sao người ta dễ nổi trên Biển Chết (nước rất mặn) hơn trên nước ngọt.

---

Nếu em cần cô vẽ hình biểu diễn lực cho Câu 1 hoặc lập bảng số liệu mẫu với số đo cụ thể, cứ nói nhé.