Vật chìm cũng chịu lực đẩy
Nhấn một quả bóng vào nước theo hướng dẫn có thể cảm nhận nước đẩy bóng lên. Một vật đặt trong chất lỏng chịu **lực đẩy Archimedes**, kí hiệu $F_A$, có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên.
Vật đồng thời chịu trọng lực hướng xuống; độ lớn trọng lực là trọng lượng $P$. Một viên bi đang chìm trong nước vẫn chịu lực đẩy, không phải nước chỉ đẩy những vật nổi.
Khi xét vật vừa thả từ nghỉ, không bị giữ, không tựa đáy và bỏ qua lực cản: $F_A<P$ thì vật có xu hướng chìm xuống; $F_A>P$ thì có xu hướng nổi lên. Đây là so sánh hai lực trên cùng vật.
Nổi lên khác với nổi yên
Dữ liệu minh họa: vật đang ở trong nước có $P=2\,\mathrm N$, $F_A=3\,\mathrm N$. Nếu vừa thả từ nghỉ trong điều kiện đang xét, lực hướng lên lớn hơn lực hướng xuống nên vật có xu hướng nổi lên.
Khi một vật đã nổi yên trên mặt nước, không chịu lực giữ khác, hai lực cân bằng: $F_A=P$. Không dùng điều kiện $F_A>P$ cho trạng thái nổi yên.
Nếu vật chạm đáy, đáy có thể thêm lực đỡ. Khi đó không chỉ có hai lực, nên không áp dụng nguyên so sánh của vật tự do trong lòng chất lỏng.
Bài luyện
Lực đẩy Archimedes của chất lỏng lên vật có phương và chiều nào?
Đúng: lực đẩy có phương thẳng đứng, hướng lên.
Đây là chiều của trọng lực trong mô hình.
Không phải lực đẩy theo phương ngang về thành.
Lực đẩy hướng lên kể cả khi vật đang chìm xuống.
Lời giải
Lực đẩy Archimedes do chất lỏng tác dụng lên vật có phương thẳng đứng và chiều từ dưới lên. Trọng lực tác dụng lên vật hướng xuống. Đáp án A.
Bài luyện
Viên bi đang chìm xuống trong nước, chưa chạm đáy. Nhận xét nào đúng?
Vật đang chìm vẫn chịu lực đẩy của nước.
Viên bi vẫn chịu trọng lực.
Đúng: chìm không có nghĩa mất lực đẩy.
Chiều lực đẩy vẫn hướng lên.
Lời giải
Viên bi trong nước chịu trọng lực hướng xuống và lực đẩy Archimedes hướng lên. Việc chìm xuống không chứng tỏ lực đẩy bằng 0 hoặc đổi hướng; cần so độ lớn các lực theo điều kiện xét. Đáp án C.
Bài luyện
Vật vừa thả từ nghỉ trong chất lỏng có P = 4 N, FA = 3 N; không bị giữ, chưa chạm đáy, bỏ qua cản. Vật có xu hướng nào?
Còn phải so lực đẩy với trọng lượng.
Hai lực đã cho không bằng nhau.
Đề đã có trọng lượng P.
Đúng: lực hướng xuống lớn hơn trong điều kiện xét.
Lời giải
Ta có $P=4\,\mathrm N>F_A=3\,\mathrm N$. Với vật vừa thả từ nghỉ và bỏ qua các lực khác như đề, vật có xu hướng chìm xuống. Đáp án D.
Bài luyện
Vật nổi yên trên mặt nước, không tựa vật khác và không có lực giữ. Quan hệ đúng là gì?
Lớn hơn P là điều kiện xu hướng nổi lên, không phải nổi yên.
Đúng: hai lực cân bằng khi vật nổi yên.
Phần ngập vẫn chịu lực đẩy.
Vật nổi vẫn có trọng lượng.
Lời giải
Vật nổi yên và không có lực giữ khác nên lực đẩy hướng lên cân bằng trọng lực hướng xuống. Vì vậy $F_A=P$. Không nhầm nổi cân bằng với quá trình nổi lên có $F_A>P$. Đáp án B.