Bài 11: Thực hành: Nghiệm lại lực đẩy Ác-si-mét
I. CHUẨN BỊ
- Một lực kế $0 - 2,5\,N.$
- Một vật nặng bằng nhôm có thể tích khoảng $50\,cm^{3}.$
- Một bình chia độ.
- Một giá đỡ.
II. NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. Đo lực đẩy Ác-si-mét
a) Đo trọng lượng $P$ của vật khi vật đặt trong không khí (H.11.1)
b) Đo lực $F$ tác dụng vào lực kế khi vật chìm trong nước (H.11.2)
2. Đo trọng lượng của phần nước có thể tích bằng thể tích của vật
a) Đo thể tích của vật nặng, cũng chính là thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
- Đánh dấu mực nước trong bình trước khi nhúng vật vào (H.11.3) - vạch 1 $(V_{1}).$
- Đánh dấu mực nước trong bình sau khi nhúng vật chìm trong nước (H.11.4) - vạch 2 $(V_{2}).$
b) Đo trọng lượng của chất lỏng có thể tích bằng thể tích của vật.
- Dùng lực kế đo trọng lượng của bình nước khi nước ở mức 1: $P_{1}.$
- Đổ thêm nước vào bình đến mức 2. Đo trọng lượng của bình nước khi nước ở mức 2: $P_{2}.$
3. So sánh kết quả đo $P$ và $F_{A}.$ Nhận xét và rút ra kết luận.
Lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
III. BÁO CÁO THỰC HÀNH
1. Trả lời câu hỏi
C1. Xác định độ lớn lực đẩy Ác-si-mét bằng công thức:
$F_{A} = d.V$
C2. Thể tích $(V)$ của vật được tính như thế nào?
$V = V_{2} - V_{1}$
C3. Trọng lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ được tính bằng cách nào?
$P_{N} = P_{2} - P_{1}$
C4. Viết công thức tính lực đẩy Ác-si-mét. Nêu tên và đơn vị của các đại lượng có mặt trong công thức.
Công thức tính lực đẩy Ác-si-mét:
$F_{A} = d.V$
Trong đó:
$F_{A}:$ lực đẩy Ác-si-mét - đơn vị: $N$ (Niuton)
$d:$ trọng lượng riêng của chất lỏng - đơn vị: $N/m^{3}$
$V:$ thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ - đơn vị: $m^{3}$
C5. Muốn kiểm chứng độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét cần phải đo những đại lượng nào?
Muốn kiểm chứng độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét cần phải đo những đại lượng:
a) Độ lớn lực đẩy Ác-si-mét $(F_{A})$
b) Trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ $(P_{N})$
2. Kết quả đo lực đẩy Ác-si-mét
Lần đo | Trọng lượng $P$ của vật $(N)$ | Hợp lực $F$ của trọng lượng và lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật khi vật được nhúng chìm trong nước $(N)$ | Lực đẩy Ác-si-mét $F_{A}=P - F\,\,(N)$ |
1 | 1,5 | 0,7 | 0,8 |
2 | 1,6 | 0,8 | 0,8 |
3 | 1,5 | 0,8 | 0,7 |
Kết quả trung bình:
$F_{A} = \frac {F_{A_{1}} + F_{A_{2}} + F_{A_{3}}}{3}$
$\Rightarrow F_{A} = \frac {0,8 + 0,8 + 0,7}{3} \approx 0,77\,N$
3. Kết quả đo trọng lượng của phần nước có thể tích bằng thể tích của vật
Lần đo | Trọng lượng $P_{1}\,(N)$ | Trọng lượng $P_{2}\,(N)$ | Trọng lượng phần nước bị vật chiếm chỗ: $P_{N} = P_{2} – P_{1}\,\,(N)$ |
1 | 1 | 1,7 | 0,7 |
2 | 1 | 1,8 | 0,8 |
3 | 0,9 | 1,8 | 0,9 |
$P = \frac {P_{N_{1}} + P_{N_{2}} + P_{N_{3}}}{3}$
$\Rightarrow P = \frac {0,7 + 0,8 + 0,9}{3} = 0,8\,N$
4. Nhận xét kết quả đo và rút ra kết luận
- Nhận xét: Kết quả đo có thể có sai số, do có các sai sót trong quá trình đo, hoặc do đọc sai giá trị lực kế.
- Kết luận: Nếu bỏ qua sai số trong quá trình đo thì lực đẩy Ác-si-mét có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
