Lực cản và lực nâng

Một bọt khí khi nổi lên từ một đáy hồ có độ lớn gấp $1,2 \left(lần\right)$ khi đến mặt nước. Tính độ sâu của đáy hồ biết trọng lượng riêng của nước là: $d={10}^4 \left(N/m^3\right)$, áp suất khi quyển là ${10}^5 \left(N/m^2\right)$.

Một vật hình cầu, có khối lượng riêng của dầu $D_1 = 8 (kg/m^3)$, có bán kính R = 1 cm, tích điện q, nằm lơ lửng trong không khí trong đó có một điện trường đều. Véc tơ cường độ điện trường hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới và có độ lớn là E = 500 V/m. Khối lượng riêng của không khí là $D_2 = 1,2 (kg/m^3)$. Gia tốc trọng trường là g = 9,8 ($m/s^2$). Chọn phương án đúng?

Một số loài chim khi di cư xa thường bay thành từng đàn có hình góc nhọn như hình vẽ. Tại sao lại có sự sắp xếp như vậy? 

Người ta thả một quả cầu kim loại vào một ống hình trụ chứa đầy dầu. Lúc đầu, quả cầu chuyển động nhanh dần. Sau một khoảng thời gian thì nó chuyển động với tốc độ không đổi. Hãy giải thích:

a) Tại sao lúc đầu quả cầu tăng tốc?

b) Tại sao sau một thời gian thì quả cầu chuyển động đều.

c) Tại sao nói nếu ống đủ cao thì vận tốc khi quả cầu chuyển động đều là vận tốc cuối của nó?

Một vật chuyển động trong không khí, trong nước hoặc trong chất lỏng nói chung đều sẽ chịu tác dụng của lực cản. Xét một viên bi thép có khối lượng 1 g đang ở trạng thái nghỉ được thả rơi trong dầu. Người ta khảo sát chuyển động của viên bị trong dầu và vẽ đồ thị tốc độ theo thời gian của viên bị như hình vẽ. Cho biết lực đẩy Archimedes có độ lớn là ${\mathrm{F}}_{\mathrm{A}}=\mathrm{1,2}.{10}^{-3}$ N và lấy g = 9,8 m/$s^2$. Tính độ lớn lực cản của dầu tác dụng lên viên bi sau thời điểm ${\mathrm{t}}_2$. 

Xét một tảng băng có phần thể tích chìm dưới nước khoảng 90%. Hãy ước tính khối lượng riêng của tảng băng, biết khối lượng riêng của nước biển là 1020 kg/${\mathrm{m}}^3$.

Hãy giải thích tại sao khi xét chuyển động rơi của vật, trong nhiều trường hợp ta chỉ xét tác dụng của trọng lực và lực cản không khí, có thể bỏ qua lực nâng của không khí. So sánh lực nâng của không khí và trọng lượng của một viên bi làm từ lithium nguyên chất để rút ra kết luận. Biết lực nâng của không khí có biểu thức tương tự như lực nâng của nước, khối lượng riêng của không khí ở 20⁰C là 1,2 kg/${\mathrm{m}}^3$, khối lượng riêng của lithium là 530 kg/${\mathrm{m}}^3$. Tại sao lại chọn lithium làm vật liệu so sánh?

Chứng tỏ rằng biểu thức sau không vi phạm về đơn vị:

áp suất chất lỏng = khối lượng riêng x gia tốc rơi tự do x độ sâu

Trong cuộc đua, những người trượt tuyết xuống dốc muốn đi càng nhanh càng tốt. Hãy tìm cách để tăng tốc độ của người trượt tuyết đối với từng yếu tố sau:
a) Ván trượt.         
b) Quần áo.
c) Độ đốc.         
d) Cơ bắp của vận động viên.

Trong môn nhảy dù nghệ thuật, những người nhảy dù nhảy lần lượt từ máy bay cách nhau vài giây sau đó cần bắt cặp lại với nhau để tạo hình nghệ thuật. Để hai người nhảy dù bắt cặp được với nhau thì trong khi họ rơi xuống, người thứ hai phải đuổi kịp người thứ nhất.
a) Nếu một người có khối lượng lớn hơn người kia thì người nào nên nhảy trước? Giải thích.
b) Nếu hai người có khối lượng như nhau, thì người thứ nhất và người thứ hai cần làm gì để hai người có thể bắt cặp được với nhau?

Treo một quả cân vào lực kế thì lực kế chỉ 2,5 N. Vẫn treo quả cân đó nhưng nhúng ngập nó vào nước (hình 2.3) thì thấy lực kế chỉ 1,9 N. Sự thay đổi số chỉ của lực kế cho biết điều gì về lực tác dụng lên quả cân?

Hình 2.5 mô tả một đoạn ống đường kính tiết diện D, chứa đầy nước và một viên bi sắt đường kính d được thả vào ống đang rơi qua đoạn ống này. Khi viên bi chuyển động xuống thì nước di chuyển từ bên dưới viên bi lên trên, qua khe giữa viên bi và thành ống. Để kiểm tra xem lực cản của nước thay đổi như thế nào khi kích thước viên bi thay đổi, người ta đã tiến hành thí nghiệm và xác định được tốc độ chuyển động của viên bi tỉ lệ với chênh lệch tiết diện giữa ống và viên bi:

$\mathrm{v} = \mathrm{k}∆\mathrm{S}$

trong đó, $∆S = \mathrm{\pi }\frac{D^2 - d^2}{4}$ và k là hằng số.
Hãy lập phương án thực hiện thí nghiệm khảo sát này với các thiết bị gợi ý sau: 
- Ống nhựa mềm chứa đầy nước;
- Giá đỡ, kẹp, nam châm (để lấy bi sắt ra khỏi ống);
- Một số bi sắt có kích thước khác nhau;
- Đồng hồ bấm giờ;
- Thước mét.

Người ta thả một quả cầu kim loại vào một ống hình trụ chứa đầy dầu. Lúc đầu, quả cầu chuyển động nhanh dần. Sau một khoảng thời gian, nếu ống đủ cao thì quả cầu chuyển động với tốc độ không đổi. Hãy giải thích:
a) Tại sao lúc đầu quả cầu tăng tốc?
b) Tại sao sau một thời gian thì quả cầu chuyển động đều?

Ba quả cầu bằng thép được nhúng vào trong nước như hình 2.7. Nhận xét nào sau đây là đúng về áp suât của nước lên các quả cầu?

A. Áp suất lên quả 2 là lớn nhất vì có thể tích lớn nhất.
B. Áp suất lên quả 1 là lớn nhất vì có thể tích nhỏ nhất.
C. Áp suất lên quả 3 là lớn nhất vì sâu nhất. 
D. Áp suất lên ba quả như nhau vì cùng bằng thép và cùng ở trong nước.

Trong các trường hợp sau, trường hợp nào vật chịu tác dụng lực cản của nước?

A. Một chiếc ca nô đang neo đậu tại bến.

B. Bạn An đang tập bơi.

C. Một khúc gỗ đang trôi theo dòng nước chảy nhẹ.

D. Một vật đang nằm lơ lửng cân bằng trong nước.

Các tàu ngầm thường được thiết kế giống với hình dạng của cá heo để 

A. tiết kiệm chi phí chế tạo.

B. tăng thể tích khoang chứa.

C. đẹp mắt. 

D. giảm thiểu lực cản.

Hình dạng nào của vật cho lực cản nhỏ nhất? 

A. Khối cầu.

B. Khối trụ dài.

C. Khối lập phương.

D. Hình dạng khí động học.

Chọn phát biểu đúng. 

A. Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng nhỏ. 

B. Độ lớn của lực cản không phụ thuộc vào tốc độ của vật.

C. Vật đi càng nhanh thì lực cản của không khí càng nhỏ.

D. Tờ giấy để phẳng rơi chậm hơn hòn đá khi cùng được thả từ trạng thái nghỉ trong không khí. 

Xét một viên bi có khối lượng m đang rơi trong không khí. Hãy biểu điễn các lực tác dụng lên viên bi khi viên bi đang rơi đều.

Một số loài chim khi di cư xa thường bay thành từng đàn có hình góc nhọn Hình 12.2. Tại sao lại có sự sắp xếp như vậy?

Xét một viên bi có khối lượng m đang rơi trong không khí. Hãy biểu diễn các lực tác dụng lên viên bi khi viên bi đang rơi đều.

Một vật làm bằng đồng khối lượng 1,78 kg được thả vào trong nước. Biết khối lượng riêng của đồng và nước và . Tính lực đẩy Archimedes. 

Một vật có dạng hình hộp chữ nhật, kích thước 30cm x 20cm x 10cm.

a) Tính thể tích của vật.

b) Tính lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật khi thả nó vào một chất lỏng có trọng lượng riêng là . Biết vật chìm hoàn toàn trong chất lỏng đó. 

Một vật có trọng lượng riêng . Nếu treo vật vào một lực kế và nhúng chìm hoàn toàn vật trong nước thấy lực kế chỉ 190 N. Hỏi nếu treo vật ở ngoài không khí thì lực kế chỉ bao nhiêu? Cho trọng lượng riêng của nước là .

Khi treo một vật làm bằng kim loại vào một lực kế thì lực kế chỉ 17,8 N. Khi treo vật đó vào lực kế và nhúng chìm vật vào bình tràn thì phần nước tràn ra có thể tích là 0,2 lít. Hỏi khi nhúng vật vào bình tràn thì lực kế chỉ bao nhiêu? Cho khối lượng riêng của nước là .

Lực đẩy Archimedes phụ thuộc vào các yếu tố:

A. Trọng lượng riêng của vật và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

B. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của vật.

C. Trọng lượng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

D. Trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

Trong các câu sau, câu nào đúng khi nói về lực đẩy Archimedes? 

Lực đẩy Archimedes

A. cùng chiều với trọng lực.

B. tác dụng theo mọi phương vì chất lỏng gây áp suất theo mọi phương.

C. có điểm đặt ở vật.

D. luôn có độ lớn bằng trọng lượng của vật.

Một thỏi nhôm và một thỏi thép có thể tích bằng nhau cùng được nhúng chìm trong nước. Nhận xét nào sau đây là đúng? 

A. Thỏi nào nằm sâu hơn thì lực đẩy Archimedes tác dụng lên thỏi đó lớn hơn.

B. Thép có trọng lượng riêng lớn hơn nhôm nên thỏi thép chịu tác dụng của lực đẩy Archimedes lớn hơn.

C. Hai thỏi nhôm và thép đều chịu tác dụng của lực đẩy Archimedes như nhau vì chúng cùng được nhúng trong nước như nhau. 

D. Hai thỏi nhôm và thép đều chịu tác dụng của lực đầy Archimedes như nhau vì chúng chiếm thể tích trong nước như nhau. 

Một vật ở trong nước chịu tác dụng của những lực nào?

A Lực đẩy Archimedes.

B. Lực đẩy Archimedes và lực ma sát.

C. Trọng lực.

D. Trọng lực và lực đẩy Archimedes.

Lực đẩy Archimedes tác dụng lên một vật nhúng trong chất lỏng bằng

A. trọng lượng của vật. 

B. trọng lượng của chất lỏng.

C. trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

D. trọng lượng của phần vật nằm dưới mặt chất lỏng.

Khi ôm một tảng đá ở trong nước ta thấy nhẹ hơn khi ôm nó trong không khí. Sở dĩ như vậy là vì:

A. khối lượng của tảng đá thay đổi.

B. khối lượng của nước thay đổi.

C. lực đẩy của nước.

D. lực đẩy của tảng đá.

Tại sao miếng gỗ thả vào nước lại nổi?

A. Vì gỗ là vật nhẹ.    

B. Vì nước không thấm vào gỗ.

C. Vì trọng lượng riêng của gỗ nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.

D. Vì trọng lượng riêng của gỗ lớn hơn trọng lượng riêng của nước.

Ta biết công thức tính lực đẩy Archimedes là . Ở hình vẽ bên thì V là thể tích nào?

A. Thể tích toàn bộ vật.

B. Thể tích chất lỏng.

C. Thể tích phần chìm của vật.

D. Thể tích phần nổi của vật.

Trường hợp nào sau đây tính được cường độ của lực đẩy Archimedes tác dụng lên một vật nổi trên mặt chất lỏng? 

A. Biết trọng lượng riêng của vật và phần thể tích vật chìm trong chất lỏng.

B. Biết thể tích của vật và trọng lượng riêng của vật.

C. Biết trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

D. Biết khối lượng của vật.

Móc 1 quả nặng vào lực kế ở ngoài không khí, lực kế chỉ 30 N. Nhúng chìm quả nặng đó vào trong nước, số chỉ của lực kế thay đổi như thế nào? 

A. tăng lên.

B. giảm đi.

C. không thay đổi.

D. chỉ số 0.

Có nhôm (có khối lượng riêng ) và 1 cm^3 chì (khối lượng riêng ) được thả chìm trong một bể nước. Lực đẩy tác dụng lên khối nào lớn hơn? 

A. Nhôm.

B. Chì.

C. Bằng nhau.

D. Phụ thuộc độ sâu.

Có 1 kg nhôm (có khối lượng riêng ) và 1 kg chì (khối lượng riêng ) được thả vào một bể nước. Lực đẩy tác dụng lên khối nào lớn hơn? 

A. Nhôm.

B. Chì.

C. Bằng nhau.

D. Phụ thuộc độ sâu.

Một quả cầu bằng sắt treo vào một lực kế ở ngoài không khí lực kế chỉ 1,7 N. Nhúng chìm quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 1,2 N. Lực đẩy Archimedes có độ lớn là: 

A. 1,7 N.

B. 1,2 N.

C. 2,9 N.

D. 0,5 N.

Một vật móc vào môt lực kế; ngoài không khí lực kế chỉ 2,13 N. Khi nhúng chìm vật vào trong nước lực kế chỉ 1,83 N. Biết khối lượng riêng của nước là . Thể tích của vật là: 

A. .

B.

C. .

D. .

Một quả cầu bằng sắt có thể tích 4 dm3 được nhúng chìm trong nước, biết khối lượng riêng của nước . Lực đẩy Archimedes tác dụng lên quả cầu là 

A. 4000 N.

B. 40000 N.

C. 2500 N.

D. 40 N.

Một quả nặng làm bằng sắt nặng 50 g, có thể tích được nhúng chìm trong nước. Khối lượng riêng của nước là . Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật là 

A. 0,5 N.

B. 0,25 N.

C. 0,05 N.

D. 2,5 N.

Một vật có thể tích và trọng lượng 2500 N. Để giữ vật cân bằng trong nước phải tác dụng lên vật một lực có phương thẳng đứng hướng từ dưới lên trên và có độ lớn là bao nhiêu? Biết .

A. 2500 N.

B. 1000 N.

C. 1500 N.

D. > 2500 N.

Một quả cầu bằng sắt có thể tích được nhúng chìm trong nước, biết khối lượng riêng của nước . Lực đẩy Archimedes tác dụng lên quả cầu là 

A. 2000 N.

B. 20000 N.

C. 200 N.

D. 20 N.

Treo một vật nặng có thể tích vào đầu của lực kế rồi nhúng ngập vào trong nước, khi đó lực kế chỉ giá trị 5 N. Biết khối lượng riêng của nước là , trọng lượng thực của vật nặng là

A. 10 N.

B. 5,5 N.

C. 51 N.

D. 0,1 N.

Một quả cầu bằng sắt treo vào một lực kế ở ngoài không khí lực kế chỉ 2,4 N. Nhúng chìm quả cầu vào nước thì lực kế chỉ 1,8 N. Lực đẩy Archimedes có độ lớn là: 

A. 2,4 N.

B. 1,8 N.

C. 0,6 N.

D. 4,2 N.

Một vật bằng gỗ nổi trên mặt nước, phần chìm trong nước khoảng . Hỏi thể tích miếng gỗ là bao nhiêu? Biết khối lượng riêng của nước và gỗ lần lượt là và .

A. .

B. .

C. .

D. .

Một vật đang lơ lửng ở trong nước chịu tác dụng của những lực nào?

A. Lực đẩy Archimedes và lực cản của nước.

B. Lực đẩy Archimedes và lực ma sát.

C. Trọng lực và lực cản của nước.

D. Trọng lực và lực đẩy Archimedes.

Một quả bóng bị chìm ½ trong nước. Lực đẩy Archimedes tác dụng lên quả bóng có độ lớn bằng 

A. ½ trọng lực tác dụng lên quả bóng. 

B. trọng lực tác dụng lên quả bóng.

C. trọng lượng của phần nước có thể tích bằng ½ thể tích quả bóng.

D. trọng lượng của phần nước có thể tích bằng thể tích quả bóng.

Lực đẩy Archimedes tác dụng lên một vật nhúng trong chất lỏng bằng

A. trọng lượng của vật. 

B. trọng lượng của chất lỏng.

C. trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.

D. trọng lượng của phần vật nằm dưới mặt chất lỏng.

Khi nâng một tảng đá ở trong nước ta thấy nhẹ hơn khi nâng nó trong không khí. Sở dĩ như vậy là vì 

A. khối lượng của tảng đá thay đổi.

B. lực đẩy của nước.

C. khối lượng của nước thay đổi.

D. lực đẩy của tảng đá.

Ta biết công thức tính lực đẩy Archimedes là . Ở hình vẽ bên thì V là thể tích của

A. toàn bộ vật.

B. chất lỏng.

C. phần chìm của vật.

D. phần nổi của vật.

Một miếng sắt có thể tích . Cho khối lượng riêng của nước là . Lấy . Lực đẩy Archimedes tác dụng lên miếng sắt khi nhúng chìm trong nước có giá trị là 

A. 16,9 N.

B.15,6 N.

C. 19,6 N.

D. 9,6 N.

Một vật có khối lượng làm bằng chất có khối lượng riêng được nhúng hoàn toàn trong nước. Biết khối lượng riêng của nước là . Lấy . Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật có giá trị là 

A. 0,538 N.

B. 0,583 N.

C. 0,638 N.

D. 0,238 N.

Kỷ lục thế giới về lặn tự do (không có bình dưỡng khí) được thực hiện bởi một nữ thợ lặn người Slovenia khi cô lặn xuống biển với độ sâu 114 m. Lấy giá trị trung bình khối lượng riêng của nước biển là , . Độ chênh lệch áp suất tại vị trí này so với mặt thoáng của nước biển là 

A. .

B. .    

C. .

D. .

Trong các trường hợp sau, trường hợp nào vật chịu tác dụng lực cản của nước? 

A. Một chiếc ca nô đang neo đậu tại bến. 

B. Bạn An đang tập bơi.

C. Một khúc gỗ đang trôi theo dòng nước chảy nhẹ.

D. Một vật đang nằm lơ lừng cân bằng trong nước.