Đáp án:

  a.       Khối sắt nổi;

  b.      $F_{Atn} = 20N$ 

  c.      

Giải thích các bước giải:

 $m = 2kg$ 

$d_{tn} = 136000N/m^3$ 

$d_s = 78 000N/m^3$ 

$d_n = 10000N/m^3$ 

a. Khi thả khối sắt vào thủy ngân thì khối sắt sẽ nổi vì $d_s < d_{tn}$ 

b. Trọng lượng của khối sắt: 

         $P = 10.m = 10.2 = 20 (N)$ 

Khi sắt nằm yên lặng trong thủy ngân thì ta có: $F_{Atn} = P = 20 (N)$ 

c. Thể tích của khối sắt là: 

  $V = \dfrac{P}{d_s} = \dfrac{20}{78000} = \dfrac{1}{3900} (m^3)$ 

Gọi thể tích phần sắt ngập trong thuỷ ngân và nước lần lượt là $V_1$ và $V_2$. 

Ta có:  $V_1 + V_2 = V \to V_1 + V_2 = \dfrac{1}{3900}$    (1)

Khi khối sắt nằm yên lặng trong nước và thủy ngân ta có: $F_{Atn} ' + F_{An} = P$ 

$\to 136000.V_1 + 10000.V_2 = 20$    (2) 

Từ (1) và (2) suy ra: 

     $V_1 = \dfrac{17}{122850} \approx 0,0001384 (m^3)$ 

     $V_2 = \dfrac{29}{245700} \approx 0,000118 (m^3)$ 

Tổng lực đẩy Ác si mét tác dụng lên khối sắt không đổi nhưng lực đẩy Ác si mét do thuỷ ngân tác dụng lên khối sắt lúc này là: 

   $F_{Atn} = 136000.\dfrac{17}{122850} \approx 18,82 (N)$ 

Lực đẩy Ác si mét do nước tác dụng lên khối sắt là: 

   $F_{An} = 10000.\dfrac{29}{245700} \approx 1,18 (N)$

$m=2kg$

$d_{tn}=136000N/m^{3}$

$d_{s}=78000N/m^{3}$

$d_{n}=10000N/m^{3}$

a, Vì $d_{s}<d_{tn}$ nên sắt nổi

b, Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên khối sắt là:

$F_{A}=P=10m=20N$

c, $V_{s}=\dfrac{10m}{d_{s}}=\dfrac{10.2}{78000}=\dfrac{1}{3900}m^{3}$

Gọi thể tích phần chìm của sắt trong thủy ngân và nước lần lượt là $V_{1},V_{2}$

Ta có: $P=F_{A_{1}}+F_{A_{2}}$

$⇔20=V_{1}.d_{tn}+V_{2}.d_{n}$

$⇔136000V_{1}+10000V_{2}=20$

Mà $V_{1}+V_{2}=\dfrac{1}{3900}$

$⇒V_{1}=\dfrac{17}{122850}m^{3}$

$V_{2}=\dfrac{29}{245700}m^{3}$

Ta có: $F_{A_{1}}=V_{1}.d_{tn}=\dfrac{17}{122850}.136000=18,82N$

$⇒F_{A_{2}}=20-18,82=1,18N$