Vật lí 8 Bài tập về công và vật trong chất lỏng

[manh huy]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Đề I: Một bình hình trụ chứa nước có diện tích đáy là S=300cm2. Trong bình có nổi thẳng đứng một khúc gỗ hình trụ có chiều cao H=20cm và diện tích đáy là S1=100cm2. Cần phải thực hiện một công là bao nhiêu để lấy khúc gỗ hoàn toàn ra khỏi nước, biết khối lượng riêng của gỗ là D=300kg/m3 và của nước là Dn=1000kg/m3.
Đề II: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy là S=150cm2, chiều cao h=30cm được thả nổi trong hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ dg= [tex]\frac{2}{3}[/tex] dn; dn = 10000N/m3. Tìm công của lực để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ. Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ, mực nước trong hồ là H=0,8m.

các bác giúp e giải lại vs, e mong là qua 2 bài có thể nhớ lại phần nào cách biện luận hay giải các kiểu của dạng bài này vì e quên tiệt r

 

[Triêu Dươngg]

Đề I: Một bình hình trụ chứa nước có diện tích đáy là S=300cm2. Trong bình có nổi thẳng đứng một khúc gỗ hình trụ có chiều cao H=20cm và diện tích đáy là S1=100cm2. Cần phải thực hiện một công là bao nhiêu để lấy khúc gỗ hoàn toàn ra khỏi nước, biết khối lượng riêng của gỗ là D=300kg/m3 và của nước là Dn=1000kg/m3.
Đề II: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật, tiết diện đáy là S=150cm2, chiều cao h=30cm được thả nổi trong hồ nước sao cho khối gỗ thẳng đứng. Biết trọng lượng riêng của gỗ dg= [tex]\frac{2}{3}[/tex] dn; dn = 10000N/m3. Tìm công của lực để nhấn chìm khối gỗ xuống đáy hồ. Bỏ qua sự thay đổi mực nước của hồ, mực nước trong hồ là H=0,8m.

các bác giúp e giải lại vs, e mong là qua 2 bài có thể nhớ lại phần nào cách biện luận hay giải các kiểu của dạng bài này vì e quên tiệt r

Giúp em tạm 1 bài để đi ăn tối đã =)) Nếu tý quay lại còn thì làm nốt nhé!
Đề I
*Minh họa như hình (hơi xấu chút em thông cảm )


* Miêu tả lại cái hình xíu: Khi thả khúc gỗ vào nước nó sẽ ở trạng thái như hình. Chiều dài gỗ là $H$ còn chiều dài phần gỗ chìm là $h$
Khối gỗ cân bằng khi: [tex]P=F_A\Leftrightarrow 10D_gHS_1=10D_nhS_1\Rightarrow h=?[/tex]
Giả sử ta kéo khúc gỗ lên 1 đoạn $a$ thì mực nước sẽ hạ xuống 1 đoạn $b$. Ta có: [tex]a.S_1=b(S-S_1)(1)[/tex]
Mặt khác khi khúc gỗ rời lên hẳn trên mặt nước thì [tex]a+b=h(2)[/tex]
Giải hệ (1) và (2) tìm được $a,b$
Lực kéo trung bình: [tex]F_{tb}=\frac{F_{max}+F_{min}}{2}=\frac{P+0}{2}[/tex]
Công cần tìm: [tex]A=F_{tb}.a=?[/tex]
Cập nhật: Đề II đã được giải ở ĐÂY (theo lời giải đáp án 8,25 em nhé)
Nếu còn thắc mắc thì trao đổi tiếp em nhé.
Em có thể xem thêm Thiên đường kiến thức nha

 

[manh huy]

Giúp em tạm 1 bài để đi ăn tối đã =)) Nếu tý quay lại còn thì làm nốt nhé!
Đề I
*Minh họa như hình (hơi xấu chút em thông cảm )
View attachment 179422

* Miêu tả lại cái hình xíu: Khi thả khúc gỗ vào nước nó sẽ ở trạng thái như hình. Chiều dài gỗ là $H$ còn chiều dài phần gỗ chìm là $h$
Khối gỗ cân bằng khi: [tex]P=F_A\Leftrightarrow 10D_gHS_1=10D_nhS_1\Rightarrow h=?[/tex]
Giả sử ta kéo khúc gỗ lên 1 đoạn $a$ thì mực nước sẽ hạ xuống 1 đoạn $b$. Ta có: [tex]a.S_1=b(S-S_1)(1)[/tex]
Mặt khác khi khúc gỗ rời lên hẳn trên mặt nước thì [tex]a+b=h(2)[/tex]
Giải hệ (1) và (2) tìm được $a,b$
Lực kéo trung bình: [tex]F_{tb}=\frac{F_{max}+F_{min}}{2}=\frac{P+0}{2}[/tex]
Công cần tìm: [tex]A=F_{tb}.a=?[/tex]
Cập nhật: Đề II đã được giải ở ĐÂY (theo lời giải đáp án 8,25 em nhé)

dạ e hiểu ròi, trừ mỗi đoạn lực kéo TB là Fmax và min/2 rồi lại sang P+0/2 là như nào ạ
thấy nhiều bài có cái đó mà e ko rõ bao giờ phải dùng bao giờ thì ko, e hiểu nó là hợp lực thôi
có lúc thấy ng ta còn dùng F=Fa-P nữa nên e ko bt vận dụng cthuc nào lúc nào

 

[Tên để làm gì]

dạ e hiểu ròi, trừ mỗi đoạn lực kéo TB là Fmax và min/2 rồi lại sang P+0/2 là như nào ạ
thấy nhiều bài có cái đó mà e ko rõ bao giờ phải dùng bao giờ thì ko, e hiểu nó là hợp lực thôi
có lúc thấy ng ta còn dùng F=Fa-P nữa nên e ko bt vận dụng cthuc nào lúc nào

Không nha em. Hai cái này hoàn toàn khác nhau nha, em đừng nhầm nhé.
Cái mà Ftb = [tex]\frac{Fmax + Fmin}{2}[/tex] thì nó là để tính lực trung bình. Cái này khi em học lên cao em sẽ hiểu nó là công thức tính Ftb theo tích phân nha em. Bởi vì tính Ftb là do trong suốt quá trình nâng vật khi này thì F liên tục thay đổi í và F này chính là hợp lực giữa P và Fa.
Còn cái F = Fa - P hoặc F = P-Fa thì đây sẽ là xét ở một vị trí và khoảng thời gian xác định ấy, chứ ko phải bị thay đổi liên tục như Ftb kia nha.
Phần này hơi rối, có gì không rõ e hỏi tiếp nè ^^
Tham khảo thêm tại Thiên đường Vật Lý nha

 

[manh huy]

Không nha em. Hai cái này hoàn toàn khác nhau nha, em đừng nhầm nhé.
Cái mà Ftb = [tex]\frac{Fmax + Fmin}{2}[/tex] thì nó là để tính lực trung bình. Cái này khi em học lên cao em sẽ hiểu nó là công thức tính Ftb theo tích phân nha em. Bởi vì tính Ftb là do trong suốt quá trình nâng vật khi này thì F liên tục thay đổi í và F này chính là hợp lực giữa P và Fa.
Còn cái F = Fa - P hoặc F = P-Fa thì đây sẽ là xét ở một vị trí và khoảng thời gian xác định ấy, chứ ko phải bị thay đổi liên tục như Ftb kia nha.
Phần này hơi rối, có gì không rõ e hỏi tiếp nè ^^

dạ từ từ, e hiểu đoạn Ftb ròi
còn F=P-Fa vs Fa-P thì xét bh ạ. Cái này là để tìm lực còn lại của P đẩy nó xuống sau khi Fa đã tác dụng lên và lực nâng nó lên nếu lực ác-si-mét tác dụng lên nó lớn và mình cần đẩy nó xuống ạ?

 

[Tên để làm gì]

dạ từ từ, e hiểu đoạn Ftb ròi
còn F=P-Fa vs Fa-P thì xét bh ạ. Cái này là để tìm lực còn lại của P đẩy nó xuống sau khi Fa đã tác dụng lên và lực nâng nó lên nếu lực ác-si-mét tác dụng lên nó lớn và mình cần đẩy nó xuống ạ?

Ftb e hiểu rồi thì ổn nhé!
Còn F, thì nếu xét về đúng í, nó sẽ có dạng: [tex]\underset{F}{\rightarrow} = \underset{P}{\rightarrow} + \underset{Fa}{\rightarrow}[/tex]
Còn cái mà chị ghi hai trường hợp í thì nó là độ lớn của lực F hợp lực. Mà độ lớn của một lực ( ct hiện tại của e) sẽ là luôn mang dấu dương, nghĩa là tại thời điểm e xét đó, lực nào lớn hơn e sẽ lấy nó trừ cho lực còn lại. Và đương nhiên, hai lực này cùng phương, ngược chiều và cùng đặt vào vật mà thằng nào lớn hơn thì vật sẽ có xu hướng chuyển động theo hướng của lực đó thôi nè ^^

 

[manh huy]

Ftb e hiểu rồi thì ổn nhé!
Còn F, thì nếu xét về đúng í, nó sẽ có dạng: [tex]\underset{F}{\rightarrow} = \underset{P}{\rightarrow} + \underset{Fa}{\rightarrow}[/tex]
Còn cái mà chị ghi hai trường hợp í thì nó là độ lớn của lực F hợp lực. Mà độ lớn của một lực ( ct hiện tại của e) sẽ là luôn mang dấu dương, nghĩa là tại thời điểm e xét đó, lực nào lớn hơn e sẽ lấy nó trừ cho lực còn lại. Và đương nhiên, hai lực này cùng phương, ngược chiều và cùng đặt vào vật mà thằng nào lớn hơn thì vật sẽ có xu hướng chuyển động theo hướng của lực đó thôi nè ^^

một câu hỏi cuối nữa ạ. thế rồi bao giờ mình xét đến Ftb bao giờ là F hàm P và Fa. Tại vì chị bảo rằng Ftb là do lực thay đổi liên tục còn F kia thì là xét trong một khoảng xác định. Nhưng e thấy đề bài nào dạng này cũng toàn là nhấc 1 vật từ dưới nước lên 1 vật dìm xuống, hay là p xét 2 giai đoạn xong dùng F vs P và Fa, còn Ftb thì chỉ xét cái mà có 1 giai đoạn như bài này vì ko có lúc mà mình đẩy nó xuống, nó tác dụng Fa bằng cả thể tích vật..

và nhân tiện là, nếu ví dụ vật ở dưới mặt nước thì lực cần tác dụng lên nó là lực kéo nó đến ngay dưới mặt thoáng và lực cần để kéo nó lên, mà cái lực sau thì lại bao gồm có lực acsimet thay đổi liên tục khi kéo lên dần, thế thì tính kj ạ?

 

[Triêu Dươngg]

Chào em, với số câu hỏi thế này thì có khi chị lại lên 1 topic chuyên đề nữa ấy nhỉ :v
Chị sẽ đi vào cụ thể luôn đây :v
TH1: VD mình cần tính công nhấn chìm vật đang nổi xuống đến độ cao $H$ bài yêu cầu chẳng hạn thì chúng ta có 2 giai đoạn:
Chị gọi vật có trọng lượng riêng $d_v$ chiều $h$ và diện tích đáy là $S$
*Giai đoạn 1: Tính công cần thực hiện $A_1$ để nhấn chìm vật vừa khít đến mặt chất lỏng
Gọi chiều cao phần vật chìm trong nước là $x$ thì:
=> Phần cần nhấn chìm thêm là $y=h-x$
Khi vật chìm vừa khít đến mặt chất lỏng thì lực cần tác dụng ở thời điểm đó là [tex]F=F_A-P=d_nSh-d_vSh=Sh(d_n-d_v)[/tex].
Lực này có độ lớn đúng bằng [tex]d_nSy[/tex]. Mặt khác lực tăng dần từ $y=0$ đến $y=h-x$ do vậy hiểu theo tích phân hoặc là hiểu theo cách nào đó bạn muốn thì lực tác dụng $F'$ hay $F_{tb}$ sẽ đều bằng [tex]\frac{0+d_nSy}{2}[/tex]
Vậy công dùng để nhấn chìm sẽ là [tex]A_1=F'.y[/tex]
*Giai đoạn 2: Tính công $A_2$ cần để nhấn chìm vật đến độ cao $H$ cho trước
Lúc này cần 1 lực nhấn vật theo chiều thẳng đứng hướng xuống 1 đoạn $z=H-h$ và đồng thời lực tác dụng là không đổi chính là $F'$ ở giai đoạn 1
Vậy công ở giai đoạn này là [tex]A_2=F'.z[/tex]
Kết luận công cần tìm ở TH1 là [tex]A=A_1+A_2[/tex]
TH2: Công để kéo vật đang nổi ở ra khỏi bề mặt chất lỏng có độ cao $H$
Lập luận tương tự nhưng lúc này [tex]F'=F_{tb}=\frac{P}{2}[/tex]
(Chính là bài hqua chị đã hướng dẫn!)
Chúc em học tốt!
Nếu còn thắc mắc thì trao đổi tiếp em nhé.
Em có thể xem thêm Thiên đường kiến thức nha

 

[manh huy]

Khi vật chìm vừa khít đến mặt chất lỏng thì lực cần tác dụng ở thời điểm đó là F=FA−P=dnSh−dvSh=Sh(dn−dv)F=FA−P=dnSh−dvSh=Sh(dn−dv)F=F_A-P=d_nSh-d_vSh=Sh(d_n-d_v).
Lực này có độ lớn đúng bằng dnSydnSyd_nSy. Mặt khác lực tăng dần từ y=0y=0y=0 đến y=h−xy=h−xy=h-x do vậy hiểu theo tích phân hoặc là hiểu theo cách nào đó bạn muốn thì lực tác dụng F′F′F' hay FtbFtbF_{tb} sẽ đều bằng 0+dnSy20+dnSy2\frac{0+d_nSy}{2}
Vậy công dùng để nhấn chìm sẽ là A1=F′.y

uhh hai chúng nó bằng nhau ạ, thế thì mình xét F làm j ạ, và nếu đề bài là chia giai đoạn thì ta mặc nhiên dùng công thức về F = P vs Fa chứ ko động đến Ftb vì chị bảo F' hay Ftb đều bằng nhau ạ..
xin lỗi e hỏi lắm e đang rất cần hiểu cái cde này

 

[Triêu Dươngg]

uhh hai chúng nó bằng nhau ạ, thế thì mình xét F làm j ạ, và nếu đề bài là chia giai đoạn thì ta mặc nhiên dùng công thức về F = P vs Fa chứ ko động đến Ftb vì chị bảo F' hay Ftb đều bằng nhau ạ..
xin lỗi e hỏi lắm e đang rất cần hiểu cái cde này

Chào em lần 3 giống như nói của Kudo sự thật chỉ có 1 thì đáp án hay bản chất cũng chỉ có 1 :v Nó bằng nhau vì về bản chất là như nhau mà hoặc là từ cái này suy ra cái kia ấy. Có thể theo phương pháp truyền đạt và cách gọi từng giáo viên nè em có biết bất đẳng thức co-si k? Người ta vẫn gọi AM-GM ấy :> dù gọi như nào thì khi áp dụng vẫn ra công thức cuối cùng như vậy và đáp án như vậy nè ^^
Thân gửi em =))

 

[Bách Võ]

Chào em lần 3 giống như nói của Kudo sự thật chỉ có 1 thì đáp án hay bản chất cũng chỉ có 1 :v Nó bằng nhau vì về bản chất là như nhau mà hoặc là từ cái này suy ra cái kia ấy. Có thể theo phương pháp truyền đạt và cách gọi từng giáo viên nè em có biết bất đẳng thức co-si k? Người ta vẫn gọi AM-GM ấy :> dù gọi như nào thì khi áp dụng vẫn ra công thức cuối cùng như vậy và đáp án như vậy nè ^^
Thân gửi em =))

chị đề 2 có thể làm cách chị đc không ạ

 

[Rau muống xào]

chị đề 2 có thể làm cách chị đc không ạ

Có nha em thậm chí còn dễ hơn vì đề đã cho bỏ qua mực nước dâng khi vật chìm xuống

 

[Bách Võ]

Có nha em thậm chí còn dễ hơn vì đề đã cho bỏ qua mực nước dâng khi vật chìm xuống

bài đó nếu nó ko cho S đáy của bình có làm đc hông ạ

 

[Triêu Dươngg]

bài đó nếu nó ko cho S đáy của bình có làm đc hông ạ

Đặt bút xuống và thử thôi em, đề bài cho đôi khi cũng là có lí do của nó mà em

 

[Bách Võ]

Đặt bút xuống và thử thôi em, đề bài cho đôi khi cũng là có lí do của nó mà em

em cảm ơn ạ