Lực đẩy và vật nổi: so sánh và khám phá

Bài Lực đẩy Archimedes thuộc chủ đề Khối lượng riêng và áp suất của Khoa học tự nhiên 8. Học sinh phân biệt ba lực tác dụng lên vật trong chất lỏng — trọng lực P = m·g, lực đẩy Archimedes F_A = d·V_chìm, phản lực N của đáy bể — và giải thích khi nào vật nổi, chìm hay lơ lửng. Màn So sánh đặt khối Gạch và khối Gỗ vào cùng một bể, chọn một trong ba chế độ Cùng khối lượng, Cùng thể tích hoặc Cùng khối lượng riêng rồi kéo một thanh trượt chung để thấy đại lượng còn lại của mỗi khối tự đổi theo. Khi khối chìm hẳn và tì vào đáy bể, một chiếc cân dưới đáy đọc đúng trọng lượng biểu kiến N = P − F_A; khi khối nổi cân bằng thì N = 0 vì lực đẩy đã gánh hết trọng lượng. Màn Khám phá cho chọn chất cho từng khối (Xốp, Gỗ, Nước đá, Nhựa PVC, Gạch, Nhôm, Sắt hoặc Tuỳ chỉnh khối lượng riêng) và đổi chất lỏng từ Xăng nhẹ tới Thuỷ ngân rất nặng, để thấy cùng một khối sắt chìm trong nước nhưng lại nổi trên thuỷ ngân. Với khối Gỗ (800 kg/m³, 5 L) và khối Nhôm (2700 kg/m³, 5 L) cùng thả trong nước, khối Gỗ nổi với 4 L chìm và lực đẩy đúng bằng trọng lượng 39,2 N; khối Nhôm chìm hẳn, tì đáy với phản lực 83,3 N — đúng bằng phần trọng lượng 132,3 N còn thiếu sau khi trừ lực đẩy 49,0 N. Câu hỏi gợi ý: – Hai khối cùng khối lượng nhưng một khối chìm, một khối nổi; khối nào có khối lượng riêng lớn hơn? – Vì sao khi khối nổi cân bằng, chiếc cân dưới đáy bể luôn đọc 0 N? – Một khối sắt chìm trong nước nhưng nổi trong thuỷ ngân, hãy giải thích bằng khối lượng riêng của ba chất.