Một thùng hình trụ đứng, đáy bằng, chứa nước, mực nước trong thùng cao 80cm. Người ta thả chìm vật bằng nhôm có dạng hình lập phương cạnh 20cm. Mặt trên của vật được móc bởi một sợi dây mảnh, nhẹ. Nếu giữ vật lơ lửng trong thùng nước thì phải kéo sợi dây một lực 120N. Biết trọng lượng riêng của nước, nhôm lần lượt là d1 =10000N/m3, d2 = 27000N/m3, diện tích trong đáy thùng gấp 2 lần diện tích một mặt của vật. a) Vật nặng rỗng hay đặc ? Vì sao ? b) Kéo đều vật từ đáy thùng lên theo phương thẳng đứng với công của lực kéo . Hỏi vật có được kéo lên khỏi mặt nước không

Đáp án:

a. Vật rỗng.

b. Không thể kéo vật ra khỏi mặt nước. 

Giải thích các bước giải:

a. Thể tích của vật là:

\[V = 0,{2^3} = 0,008{m^3}\]

Trọng lượng riêng của vật là:

\[\begin{array}{l}
F + {F_A} = P\\
 \Leftrightarrow F + {d_n}V = {d_v}.V\\
 \Leftrightarrow {d_v} = \frac{{F + {d_n}V}}{V} = \frac{{120 + 10000.0,008}}{{0,008}} = 25000N/{m^3} < 27000N/{m^3}
\end{array}\]

Vậy vật rỗng vì trọng lượng riêng bé hơn trọng lượng riêng của nhôm. 

b. Vật không thể kéo lên khỏi mặt nước vì khi rời mặt nước một phần, lực đẩy Ác si mét bị giảm và do đó trọng lượng lớn hơn lực kéo 

⇒ Không thể kéo vật lên khỏi mặt nước.