TÝnh tiÕt diÖn ngang cña mçi èng.[r]
Trang 1Buổi Thứ sáu : 13/07/2009.
A.Chữa BTVN :
Tóm tắt : Quả cấu bằng đồng : Vqc= 400 cm3
dđồng = 89 000 N/m3 , dnớc = 10 000 N/m3
Treo và lực kế và nhúng chìm trong n ớc lực kế chỉ : 8 N
a) m = ?
b) Quả cầu đó đặc hay rỗng ?
Giải :
V = 400 cm3 = 0,4 dm3 = 0,0004 m3 = 4 10-4 m3
Lực đẩy ác si mét tác dụng lên quả cầu là :
FA = V D nớc = 4 10-4 10 000 = 4 (N)
Trọng lợng của quả cầu P = 8+4 = 12 N
Vậy khối lợng của quả cầu là m = = =1,2 kg
b) Trọng lợng riêng của quả cầu
Ta có : P = Vqc dqc suy ra dqc = = = 30 000 N/m3
Ta thấy : dqc = 30 000 N/m3 < d đồng = 89 000N/m3 Nên quả cầu đó là rỗng
B Bài học :
Sự nổi
1 Khi nào vật chìm, khi nào vật nổi :
Gọi P là trọng lợng của vật, F là lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật khi vật
ngập hoàn toàn trong chất lỏng
- Vật chìm xuống khi : P>F
- Vật nổi lên khi : P<F
- Vật lơ lửng trong chất lỏng ; P=F
2 Độ lớn của lực đẩy ác si mét khi vật nổi trên mặt thoáng của chất lỏng
Công thức : FA = d cl Vc
Trong đó : d là trọng lợng riêng của chất lỏng (N/m3)
V là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng ( m3)
FA là lực đẩy ác si mét
Chú ý : Vc là thể tích của phần vật chìm trong chất lỏng chứ không phải là thể tích của vật
Khi vật nổi trên mặt thoáng của chất lỏng thì lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật có độ lớn bằng trọng l ợng của vật
II Bài tập :
Bài 1 : Một vật có trọng lợng riêng là 6000 N/m3 Khi thả vật vào trong chất lỏng có trọng lợng riêng d1 thì thể tích bị chìm chiếm 3/4 thể tích của vật , còn khi thả vào trong chất lỏng có trọng lợng riêng d2 thì thể tích bị chìm chiếm 4/5 thể tích của vật
a) So sánh lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật trong hai trờng hợp đó b) Xác định d1 và d2
Giải :
a)Gọi FA1, FA2 là lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật trong hai trờng hợp
Khi thả vật vào d1 hay d2 vật đều nổi : suy ra : FA1= P
FA2= P
Hay FA1= FA2
c) Xác định d1 và d2
Ta có P= FA1 suy ra Vv.dv = 3/4 Vv.d1 vậy d1= 4/3.6000 = 8000 N/m3
P= FA1 suy ra Vv.dv = 4/5 Vv.d2 vậy d2= 5/4 6000= 75 000 N/m3
Đáp số : a) FA1= FA2
b) 8000 N/m3 , 7500 N/m3
Bài 2 :
Một khối gỗ hình lập phơng , có chiều dài mỗi cạnh là 10 cm đợc thả nổi trong nớc Trọng lợng riêng của nớc là 10 000 N/m3 chiều cao của khối gỗ nổi trên nớc là 3 cm
Trang 2a) Tìm khối lợng riêng và khối lợng của vật
b) Nếu ta đổ dầu có trọng lợng riêng 6 000N/m3 sao cho ngập hoàn toàn vật thì thể tích của vật chìm trong nớc và trong dầu là bao nhiêu ?
Giải :
10 cm = 0,1 m
a) Thể tích của vật : V = (0,1)3 = 10-3 (m3) (1) Thể tích phần chìm của vật Vc= (0,1)2.( 0,1- 0,03) = 7.10-4 ( m3)
Lực đẩy ác si mét tác dụng lên vật :
FA= Vc.dn 7.10-4.104 = 7(N)
Mà vật nổi nên P=FA suy ra d.V = FA vậy d=FA/V= 7/103= 7000(N/m3 ) D= 700 (kg/m3) và m= P/10=7/10= 0,7 kg
c) Thể tích của vật chìm trong nớc và trong dầu :
Thể tích của vật : V= Vcn+Vcd suy ra Vcn=V-Vcd (2) Lực đẩy ác si mét tác dung lên vật :
FA=FAn+FAd = Vcn.dn+Vcd.dd Mà vật nổi nên F=P
Vậy Vcn.dn+Vcd.dd= V.d (3)
Từ (1),(2) và (3) ta có ( V-Vcd).dn+ Vcd.dd=V.d
V.dn- Vcd.dn+Vcd.dd= V.d
Vcd( dn – dd ) = V ( dn – d )
Vcd = V.( dn – d )/ ( dn – dd )
Thay số và ta có :
Vcd = ( 10 000 – 7 000) 10-3/ ( 10 000 – 6 000) = 0,75.10-3 m3 = 750 cm3 Vậy Vcn = 10-3 – 0,75 10-3 = 0,25 10-3 m3
Đáp số : 700 kg/m3 , 0,7 kg, 750 cm3, 250 cm3
Bài 3 :
Muốn đo khối lợng của một con voi ta có thể làm nh thế nào ( ứng dụng lực
đẩy ác si mét và sự nổi )
Giải :
Bớc 1 : Đặt một chiếc thuyền xuống sông và đánh dấu mực nớc ở thân thuyền Ta có độ sâu của thuyền là h1, Tính V1
Bớc 2 : Đa voi xuống thuyền và đánh dấu mc nớc ở thân thuyền ,ta có độ sâu của thuyền là h2, Tính V2
Bớc 3 : Tính thể tích phần chìm thêm của thuyền ở trong nớc là
Vchìm thêm = V2 – V1 ( m3 )
Bớc 4 : Tính trọng lợng của voi Pvoi = Vchìmthêm dnớc ( N)
Từ đó ta tính đợc khổi lợng của con voi mvoi = Pvoi/ 10 ( kg)
Bài 4 :
Trên bàn có những dụng cụ và vật liệu sau :Lực kế,bình nớc, (nớc đựng trong bình có khối lợng riêng D0 , bình không chia độ) Làm thế nào chỉ bằng các dụng cụ trên có thể xác định đợc khối lợng riêng của một vật bằng kim loại
có hình dạng bất kỳ ? Hãy trình bày cách làm
Giải :
Để xác định khối lợng riêng ta cần biết khối lợng m và thể tích V của vật
- Dùng lực kế xác định trọng lợng P1 của vật ở trong không khí
- Khối lợng m = P1/10
- Ta tiếp tục dùng lực kế xác định trọng lợng P2 trong nớc của vật
- Lực đẩy ác si mét FA = P1 – P2
- Mà FA = dn V = D0 10 V
- Vậy V = P1 – P2 / 10 D0
- Ta tính đợc khối lợng riêng của vật
D = m/V = P1 D0 / P1 – P 2
Bài 5 :
Một cái bình thông nhau gồm hai ống hình trụ có tiết diện đáy lần lợt là S1 và S2 = 2 S1 nối thông đáy Ngời ta đổ vào bình một ít nớc sau đó bỏ vào trong
nó một quả cầu bằng gỗ có khối lợng 25 g thì thấy mực nớc mỗi ống dậng
Trang 3cao 18 mm Tính tiết diện ngang của mỗi ống Cho khối lợng riêng của nớc
là Dn = 1g/cm3
Giải :
- Đổi đơn vị : m = 25 g = 25.10-3 kg
Dn = 1g/cm3 = 1000 kg/m3
H= H1= H2 = 18 mm = 18 10-3 m
- Trọng lợng của quả cầu : P = 10.m
- Lực đẩy ác si mét tác dụng lên quả cầu
FA = V dn = (S1H1+S2H2 ).Dn = H( S1+ 2S1)dn = 3S1.H 10.Dn
- Do vật nằm cân bằng nên P = FA
10 m = 3 S1 H 10 Dn
S1 = m/ 3.H.Dn
Thay số ta có tiết diện của ống thứ nhất là : S1 = 25.10-3/ 3 18.10-3 103 = 0,46 10-3 m2 = 46 cm2
Tiết diên ống thứ hai S2 = 2 S1 = 2.46 = 92 cm2