Một thung hinh trụ đứng đáy băng chứa nước, mực nươc trong thùng cao 80cm. Ngươi ta thả chìm một vật b82ng nhôm có dạng hình lập phuong cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi sôi dây. Nếu giữ vật lơ lưng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây 1 lực 120N. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3 của nhôm là 27000N/m3. Diện yi1ch đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật. a/vật rỗng hay đặt? Vì sao? b/ kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo 120J. Hỏi vật có được kéo khỏi mặt nươc không?

Đáp án:

a) Vật rỗng

b) Có

Giải thích các bước giải:

a) Thể tích vật là:

\(V = {a^3} = 0,{2^3} = {8.10^{ - 3}}{m^3}\)

Lực đẩy Ác si mét là:

\({F_A} = {d_1}V = {10000.8.10^{ - 3}} = 80N\)

Trọng lượng của vật là:

\(P = F + {F_A} = 120 + 80 = 200N\)

Thể tích của chất làm vật là:

\({V_d} = \dfrac{P}{{{d_2}}} = \dfrac{{200}}{{27000}} = \dfrac{1}{{135}}{m^3}\)

Do \({V_d} < V \Rightarrow \) vật rỗng.

b) Mực nước trong thùng khi vật chìm honaf toàn là:

\({h_1} = {h_0} + \dfrac{V}{S} = 0,8 + \dfrac{{{{8.10}^{ - 3}}}}{{2.0,{2^2}}} = 0,9m\)

Công kéo vật cho đến khi mặt trên chạm mặt nước là:

\({A_1} = F\left( {{h_1} - a} \right) = 120\left( {0,9 - 0,2} \right) = 84J\)

Lực kéo trung bình từ khi mặt trên chạm mặt nước đến khi mặt dưới chạm mặt nước là:

\({F_1} = \dfrac{{F + P}}{2} = \dfrac{{120 + 200}}{2} = 160N\)

Công kéo vật trong quá trình ra khỏi mặt nước là:

\({A_2} = {F_1}\left( {0,8 - 0,7} \right) = 160.0,1 = 16J\)

Tổng công là:

\(A = {A_1} + {A_2} = 84 + 16 = 100J\)

Do \(120 > 100 \Rightarrow \) vật có lên khỏi mặt nước.