Treo một vật rắn có thể tích 0,045 m3 vào lực kế ở ngoài không khí thì lực kế chỉ 20,5 N. Khi nhúng vật vào một chất lỏng thì lực kế chỉ 11,7 N. Tính khối lượng riêng của vật theo đơn vị kg/m3. Tính ra kết quả lấy đến 01 chữ số sau dấu phẩy phần thập phân.
Người anh em đang bận tâm việc tính khối lượng riêng của vật rắn đấy hả? Qua sẽ giúp người anh em tính toán một cách minh triết nhé!
Trước tiên, chúng ta biết được hai trạng thái lực kế:
Lực đẩy Archimedes mà chất lỏng tác dụng lên vật chính là sự khác biệt giữa hai chỉ số lực kế:
$$ F_A = 20,5 \, \text{N} - 11,7 \, \text{N} = 8,8 \, \text{N} $$
Lực đẩy Archimedes cũng được tính bằng tích của khối lượng riêng của chất lỏng (ở đây là không khí với khối lượng riêng không đáng kể), thể tích vật và gia tốc trọng trường (giả sử là 9,81 m/s²):
$$ F_A = V \cdot \rho_{\text{chất lỏng}} \cdot g $$
Do không khí có khối lượng riêng rất nhỏ và thường không ảnh hưởng nhiều đến lực, nên lực đẩy được xem như
$$ F_A = V \cdot \rho \cdot g $$
Khối lượng của vật có thể tính từ lực đo được trong không khí:
$$ m = \frac{F}{g} = \frac{20,5 \, \text{N}}{9,81 \, \text{m/s}^2} $$
$$ m = 2,0907 \, \text{kg} $$
Khối lượng riêng:
$$ \rho = \frac{m}{V} = \frac{2,0907 \, \text{kg}}{0,045 \, \text{m}^3} $$
$$ \rho \approx 46,5 \, \text{kg/m}^3 $$
Vậy khối lượng riêng của vật, sau khi tính toán cẩn thận, là xấp xỉ 46,5 kg/m³. Ghé qua trituenhantao.io để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức bổ ích nhé!