Chào các em học sinh yêu quý! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải quyết một bài toán rất thú vị về lực đẩy Ác-si-mét, một trong những kiến thức cơ bản nhưng vô cùng quan trọng của môn Vật lý lớp 8. Nào, chúng ta bắt đầu nhé!

Trước hết, chúng ta hãy cùng đọc kỹ đề bài và tóm tắt những thông tin đã cho:

Đề bài có nói “Một quả cầu sắt có khối lượng riêng 3kg”. Các em lưu ý nhé, “khối lượng riêng” thì đơn vị phải là kg/m\(^3\), còn “3kg” là đơn vị của khối lượng. Có thể đây là một sự nhầm lẫn trong cách dùng từ của đề bài, và chúng ta sẽ hiểu rằng khối lượng của quả cầu sắt là 3kg. Nếu không, đề bài sẽ không đủ dữ kiện để giải bài toán này một cách hợp lý.

Vậy, chúng ta có:

• Khối lượng của quả cầu sắt: \(m_{cầu}\) = 3 kg
• Khối lượng riêng của sắt: \(D_{sắt}\) = 78 000 kg/m\(^3\)
• Trọng lượng riêng của nước: \(d_{nước}\) = 10 000 N/m\(^3\)

Chúng ta cần tìm:

• Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu: \(F_A\) = ? N

Để tính lực đẩy Ác-si-mét, chúng ta nhớ lại công thức vàng của nhà bác học Ác-si-mét:

\(F_A = d_{chất lỏng} \times V_{vật chiếm chỗ}\)

Trong đó:

• \(F_A\) là lực đẩy Ác-si-mét (đơn vị: N)
• \(d_{chất lỏng}\) là trọng lượng riêng của chất lỏng mà vật nhúng vào (đơn vị: N/m\(^3\))
• \(V_{vật chiếm chỗ}\) là thể tích phần vật bị nhúng chìm trong chất lỏng (đơn vị: m\(^3\))

Đề bài cho biết quả cầu được “nhúng chìm trong nước”, có nghĩa là toàn bộ thể tích của quả cầu đều ở trong nước. Vì vậy, \(V_{vật chiếm chỗ}\) chính là thể tích của quả cầu sắt, kí hiệu là \(V_{cầu}\).

Chúng ta đã có \(d_{nước}\) rồi, nhưng còn thiếu \(V_{cầu}\). Vậy, bước tiếp theo là chúng ta phải tìm thể tích của quả cầu sắt này nhé!

Bước 1: Tính thể tích của quả cầu sắt (\(V_{cầu}\))

Chúng ta biết rằng mối liên hệ giữa khối lượng (\(m\)), khối lượng riêng (\(D\)) và thể tích (\(V\)) của một vật là:

\(D = \frac{m}{V}\)

Từ đó, chúng ta có thể suy ra công thức tính thể tích:

\(V = \frac{m}{D}\)

Áp dụng vào quả cầu sắt, ta có:

\(V_{cầu} = \frac{m_{cầu}}{D_{sắt}}\)

Thay số vào, các em sẽ có:

\(V_{cầu} = \frac{3 \text{ kg}}{78000 \text{ kg/m}^3}\)

\(V_{cầu} \approx 0.00003846 \text{ m}^3\)

(Thầy/cô làm tròn đến chữ số thứ 8 sau dấu phẩy để độ chính xác cao hơn một chút, hoặc các em có thể viết là \(V_{cầu} \approx 3.846 \times 10^{-5} \text{ m}^3\)).

Bước 2: Tính lực đẩy Ác-si-mét (\(F_A\))

Bây giờ chúng ta đã có đủ các thông số cần thiết rồi! Chúng ta áp dụng công thức lực đẩy Ác-si-mét:

\(F_A = d_{nước} \times V_{cầu}\)

Thay số vào, chúng ta được:

\(F_A = 10000 \text{ N/m}^3 \times 0.00003846 \text{ m}^3\)

\(F_A \approx 0.3846 \text{ N}\)

Kết luận:

Vậy, lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu sắt khi nhúng chìm trong nước là khoảng \(0.3846 \text{ N}\).

Rất tốt! Các em đã nắm được cách giải bài toán này rồi đấy. Nhớ ôn tập kỹ công thức và cách biến đổi nhé. Nếu có thắc mắc gì, đừng ngần ngại hỏi thầy (cô) nhé! Chúc các em học tốt!