Một vật đồng chất được thả vào một cốc chất lỏng. Ở trạng thái cân bằng, vật chìm một nửa thể tích trong chất lỏng. Tìm mối liên hệ giữa trọng lực vecto P của vật và lực đẩy Ar

* Hướng dẫn giải

Lời giải

Trọng

lực \(\overrightarrow P \) của vật và lực đẩy Archimedes \(\overrightarrow F \) mà chất lỏng tác động lên vật được mô tả như hình vẽ trên.

Do vật ở trạng thái cân bằng nên hai lực \(\overrightarrow P \)và \(\overrightarrow F \) ngược hướng nhau và có cường độ bằng nhau.

\( \Rightarrow \left| {\overrightarrow P } \right| = \left| {\overrightarrow F } \right|\)

Gọi d và d' là trọng lượng riêng của vật và chất lỏng;

V là thể tích của vật

Khi thả vật vào cốc chất lỏng thì ở trạng thái cân bằng, vật chìm một nửa thể tích trong chất lỏng nên thể tích chất lỏng bị chiếm chỗ là \(\frac{V}{2}.\)

Khi đó trọng lượng của vật là: P = d.V

Và lực đẩy Archimedes mà chất lỏng tác động lên vật là: \({F_A} = d'.\frac{V}{2}.\)

Do đó \[\left| {\overrightarrow P } \right| = \left| {\overrightarrow F } \right| \Leftrightarrow d.V = d'.\frac{V}{2} \Leftrightarrow d = \frac{{d'}}{2} \Leftrightarrow \frac{d}{{d'}} = \frac{1}{2}.\]

Vậy tỉ số giữa trọng lượng riêng của vật và của chất lỏng bằng \(\frac{1}{2}.\)