Mục lục bài họcĐang ở d08-b2
Buoyancy and Archimedes' Principle
The buoyant force
$$F_B=\rho_{\text{fluid}}\,g\,V_{\text{displaced}}$$Read it carefully: the density is that of the fluid, and the volume is the volume submerged, not the whole object.
- Floating: $F_B=mg$, so $\rho_{\text{obj}}V_{\text{obj}}=\rho_{\text{fluid}}V_{\text{sub}}$. The fraction submerged equals the density ratio — ice with $\rho=917$ floats with $91{,}7\%$ below water.
- Sinking: the whole volume is displaced, and $F_B
Apparent weight of a submerged object is $mg-F_B$ — this is why a person feels light in a swimming pool.
The origin of buoyancy is simply that pressure is larger at the bottom of an object than at the top.
Lực đẩy Archimedes $F_B=\rho_{\text{lỏng}}\,g\,V_{\text{chiếm chỗ}}$. Đọc kỹ hai chỗ: khối lượng riêng là của chất lỏng, và thể tích là phần chìm, không phải toàn vật.
- Nổi cân bằng: $F_B=mg$, dẫn tới $\dfrac{V_{\text{chìm}}}{V_{\text{vật}}}=\dfrac{\rho_{\text{vật}}}{\rho_{\text{lỏng}}}$ — tỉ lệ chìm bằng tỉ số khối lượng riêng. Băng có $\rho=917$ nên chìm $91{,}7\%$, chỉ nhô $8{,}3\%$.
- Chìm hẳn: toàn bộ thể tích chiếm chỗ, và $F_B
Trọng lượng biểu kiến của vật ngập nước là $mg-F_B$ — đó là lý do người ta thấy nhẹ hẫng khi xuống bể bơi.
Nguồn gốc của lực đẩy rất đơn giản: áp suất ở mặt dưới vật lớn hơn ở mặt trên, chênh lệch đó đẩy vật lên.
Tảng băng $\rho=917$ kg/m³ nổi trên nước biển $\rho=1025$ kg/m³. Bao nhiêu phần trăm nhô lên?
Nổi cân bằng nên tỉ lệ chìm bằng tỉ số khối lượng riêng:
$$\frac{V_{\text{chìm}}}{V}=\frac{917}{1025}\approx0{,}895$$Vậy $89{,}5\%$ chìm, chỉ $10{,}5\%$ nhô lên.
Đây chính là gốc của thành ngữ “phần nổi của tảng băng chìm” — và con số thật còn khắc nghiệt hơn người ta tưởng.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 8 — Fluids gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.