Lực đẩy Archimedes
Phân tích tác dụng lực đẩy Archimedes
Lực đẩy Archimedes (cũng được viết lực đẩy Archimède hay lực đẩy Ác-si-mét) là
lực tác động bởi một chất lưu (chất lỏng hay chất khí) lên một vật thể nhúng trong nó, khi
cả hệ thống nằm trong một trường lực (như trọng trường hay lực quán tính). Lực này có
cùng độ lớn và ngược hướng của tổng lực mà trường lực tác dụng lên phần chất lưu có
thể tích bằng thể tích vật thể chiếm chỗ trong chất này. Lực này được đặt tên theo
Ácsimét, nhà bác học người Hy Lạp đã khám phá ra nó.
Lực đẩy Ácsimét giúp thuyền và khí cầu nổi lên, là cơ chế hoạt động của sự chìm nổi của
tàu ngầm hay cá, và đóng vai trò trong sự đối lưu của chất lưu.
Sự nổi
Nếu thả một vật ở trong lòng chất lỏng thì:
• Vật chìm xuống khi lực đẩy Archimedes nhỏ hơn trọng lượng:
FA<P
• Vật nổi khi: FA>P
• Vật lơ lửng trong chất lỏng khi:
FA=P
Khi vật nổi trên mặt chất lỏng thì lực đẩu Archimedes: Fa=d.V, trong đó V là thể thích
của phần vật chìm trong chất lỏng (không phải thể tích của vật), d là trọng lượng riêng
của chất lỏng.
Ví dụ
Ví dụ thả một vật xuống nước, trên bề mặt Trái Đất, nếu vật có khối lượng riêng nhẹ hơn
nước thì nó sẽ nổi lên trên mặt nước, do trọng lực của vật kéo nó xuống nhỏ hơn lực đẩy
Ácsimét nếu vật chìm hoàn toàn. Trạng thái cân bằng đạt được khi lực đẩy Ácsimét bằng
trọng lực của vật, và vật chiếm một thể tích trong nước nhỏ hơn tổng thể tích của nó.
Nếu khối lượng riêng của vật này nặng hơn nước thì nó sẽ chìm xuống, do lực đẩy
Ácsimét lớn nhất có được khi vật chìm hoàn toàn cũng không đủ thắng trọng lực tác dụng
vào vật.
Lực đẩy Acsimet làm cho người có thể nổi trên mặt
nước biển Chết
Khinh khí cầu hoạt động nhờ lực đẩy
Acsimet
Công thức tính độ lớn của lực đẩy Acsimet: FA=d.V
FA:Lực đẩy Acsimet
d:trọng lượng riêng của chất lỏng
V:thể tích phần chất lỏng bị chiếm chỗ
Lịch sử
Giai thoại về việc Acsimét tìm ra lực đẩy mang tên mình được thuật lại như sau. Một
hôm vua sai ông kiểm tra coi chiếc vương miện mình đang đội bằng vàng thật hay giả.
Ácsimét băn khoăn lo nghĩ không biết xoay xở ra làm sao. Vào một buổi sáng, để thư thả
đầu óc, ông vào bồn tắm ngâm mình. Một ý nghĩa lóe lên trong đầu ông khi ông thấy
nước trào ra ngoài lúc ông đang ngâm mình. Ông vui mừng chạy thẳng ra đường mà quên
mặc quần áo, kêu to câu Hy Lạp "εὕρηκα!" (đọc là "Ơ-rê-ca!", nghĩa là "Tìm thấy rồi!").
Ông đã nhận ra việc mình bị nâng lên trong nước đòi hỏi sự choán thể tích của cơ thể
trong nước.