Thầy sẽ hướng dẫn các em giải chi tiết bài tập này theo phương pháp và kiến thức trong chương trình Vật lý lớp 8 mới. Các em hãy chú ý theo dõi từng bước để hiểu rõ bản chất vấn đề nhé.

Tóm tắt đề bài

• Vật hình hộp chữ nhật có kích thước: 30cm, 20cm, 10cm.
• Trọng lượng riêng của chất lỏng: \( d_{cl} = 12 000 \text{ N/m}^3 \).

Yêu cầu:

• a. Tính thể tích của vật (V).
• b. Tính lực đẩy Ác-si-mét (\(F_{A1}\)) khi vật chìm hoàn toàn.
• c. Tính lực đẩy Ác-si-mét (\(F_{A2}\)) khi vật chìm một nửa.

BÀI GIẢI CHI TIẾT

Bước 1: Đổi đơn vị
Trước khi tính toán, chúng ta cần đổi tất cả các đơn vị về đơn vị chuẩn trong hệ SI để đảm bảo tính nhất quán, vì trọng lượng riêng đang ở đơn vị \( \text{N/m}^3 \).

• Chiều dài: 30 cm = 0,3 m
• Chiều rộng: 20 cm = 0,2 m
• Chiều cao: 10 cm = 0,1 m

a. Tính thể tích của vật

Lý do áp dụng: Vật có dạng hình hộp chữ nhật, vì vậy để tính thể tích của nó, chúng ta áp dụng công thức tính thể tích hình hộp chữ nhật là tích của ba kích thước: chiều dài, chiều rộng và chiều cao.

Công thức: \[ V = \text{dài} \times \text{rộng} \times \text{cao} \]
Thay số và tính toán:
\( V = 0,3 \times 0,2 \times 0,1 = 0,006 \text{ (m}^3\text{)} \)

Kết luận: Vậy thể tích của vật là 0,006 m³.

b. Tính lực đẩy Ác-si-mét khi vật chìm hoàn toàn

Lý do áp dụng: Theo nguyên lý Ác-si-mét, lực đẩy tác dụng lên một vật nhúng trong chất lỏng có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Khi vật chìm hoàn toàn, thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ chính bằng thể tích của cả vật.

Công thức: \[ F_A = d_{cl} \times V_{\text{chìm}} \]
Trong đó:

• \(F_A\) là lực đẩy Ác-si-mét.
• \(d_{cl}\) là trọng lượng riêng của chất lỏng.
• \(V_{\text{chìm}}\) là thể tích phần vật chìm trong chất lỏng.

Khi vật chìm hoàn toàn, ta có: \( V_{\text{chìm}} = V = 0,006 \text{ m}^3 \).

Thay số và tính toán:
\( F_{A1} = 12 000 \times 0,006 = 72 \text{ (N)} \)

Kết luận: Vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi chìm hoàn toàn là 72 N.

c. Tính lực đẩy Ác-si-mét khi vật chìm một nửa

Lý do áp dụng: Tương tự như câu b, chúng ta vẫn áp dụng công thức tính lực đẩy Ác-si-mét. Tuy nhiên, điểm khác biệt là lúc này vật chỉ chìm một nửa, nên thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ chỉ bằng một nửa thể tích của vật.

Tính thể tích phần chìm:
Khi vật chìm một nửa, thể tích phần chìm của vật là:
\( V_{\text{chìm}} = \frac{1}{2} \times V = \frac{1}{2} \times 0,006 = 0,003 \text{ (m}^3\text{)} \)

Thay số và tính toán lực đẩy:
Áp dụng công thức \( F_A = d_{cl} \times V_{\text{chìm}} \):
\( F_{A2} = 12 000 \times 0,003 = 36 \text{ (N)} \)

Kết luận: Vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi chìm một nửa là 36 N.

Hy vọng với phần giải chi tiết này, các em đã nắm vững cách áp dụng công thức và giải quyết bài toán về lực đẩy Ác-si-mét. Hãy xem lại bài và tự giải lại để ghi nhớ kiến thức nhé!
Chúc các em học tốt môn Vật lý