**Câu 2:**
a) Khi uống hết sữa trong hộp sữa giấy bằng ống hút, nếu hút bớt không khí trong hộp, vỏ hộp sẽ bị bẹp theo nhiều phía vì áp suất bên trong hộp sữa sẽ nhỏ hơn áp suất khí quyển. Khi không khí trong hộp bị hút ra, áp suất bên trong giảm, còn áp suất khí quyển tác dụng lên vỏ hộp từ mọi phía, làm cho vỏ hộp bị bẹp.
b) Nắp ấm pha trà thường có một lỗ nhỏ để rót nước dễ dàng. Nhờ có lỗ thủng trên nắp ấm mà khí trong ấm thông với khí quyển. Áp suất của khí trong ấm cùng với áp suất của nước lớn hơn áp suất khí quyển, do đó nước trong ấm chảy ra ngoài dễ dàng hơn khi rót.
**Câu 3:**
Định luật Archimedes phát biểu rằng: "Một vật thể bị ngập trong chất lỏng sẽ chịu tác dụng của một lực đẩy từ dưới lên, có độ lớn bằng trọng lượng của chất lỏng bị chiếm chỗ bởi vật đó." Biểu thức lực đẩy Archimedes được cho bởi công thức:
\[ F_a = d \cdot V \]
Trong đó:
- \( F_a \) là lực đẩy Archimedes (N).
- \( d \) là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³).
- \( V \) là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³).
**Câu 4:**
a) Khối lượng riêng của nhôm được tính bằng công thức:
\[ D = \frac{m}{V} \]
Trong đó:
- \( m = 54 \, kg \)
- \( V = 20 \, dm^3 = 20 \times 10^{-3} \, m^3 = 0.02 \, m^3 \)
Thay vào công thức:
\[ D = \frac{54 \, kg}{0.02 \, m^3} = 2700 \, kg/m^3 \]
b) Áp suất được tính bằng công thức:
\[ P = \frac{F}{S} \]
Trong đó:
- \( P = 15 \times 10^4 \, N/m^2 \)
- Diện tích mỗi chân tủ là \( S = 5 \, cm^2 = 5 \times 10^{-4} \, m^2 \)
Tính lực tác dụng lên mỗi chân tủ:
\[ F = P \cdot S = 15 \times 10^4 \, N/m^2 \times 5 \times 10^{-4} \, m^2 = 75 \, N \]
Vì tủ có 4 chân nên tổng trọng lượng của tủ là:
\[ W = 4F = 4 \cdot 75 \, N = 300 \, N \]
**Câu 5:**
a) Để biết quả cầu này là rỗng hay đặc, ta tính khối lượng riêng của quả cầu:
- Thể tích của quả cầu được tính bằng công thức:
\[ V = \frac{4}{3} \pi r^3 \]
Với đường kính \( d = 10 \, cm \), bán kính \( r = 5 \, cm = 0.05 \, m \):
\[ V = \frac{4}{3} \pi (0.05)^3 = \frac{4}{3} \pi \cdot 0.000125 \approx 0.000524 \, m^3 \]
Khối lượng riêng:
\[ D = \frac{375 \, g}{0.000524 \, m^3} \times \frac{1 \, kg}{1000 \, g} = 715.5 \, kg/m^3 \]
Với khối lượng riêng của thủy tinh là \( 2.5 \, g/cm^3 = 2500 \, kg/m^3 \), nên quả cầu này là rỗng vì khối lượng riêng nhỏ hơn khối lượng riêng của thủy tinh.
b) Thể tích phần rỗng trong quả cầu được tính bằng:
\[ V_{rỗng} = V_{quả cầu} - V_{thủy tinh} \]
Khối lượng của thủy tinh trong quả cầu:
\[ m_{thủy_tinh} = 375 \, g = 0.375 \, kg \]
Thể tích thủy tinh:
\[ V_{thủy_tinh} = \frac{m_{thủy_tinh}}{D_{thủy_tinh}} = \frac{0.375 \, kg}{2500 \, kg/m^3} = 0.00015 \, m^3 \]
Vậy:
\[ V_{rỗng} = 0.000524 \, m^3 - 0.00015 \, m^3 = 0.000374 \, m^3 \]
**Câu 6:**
Lực kế chỉ trong không khí là \( 3.12 \, N \) và khi ngập trong nước là \( 2.72 \, N \). Lực đẩy Archimedes là:
\[ F_a = 3.12 \, N - 2.72 \, N = 0.4 \, N \]
Từ đó, có thể tính khối lượng riêng của kim loại:
\[ F_a = D_{nước} \cdot V_{kim_loại} \]
Với \( D_{nước} = 1000 \, kg/m^3 \). Ta cần tìm thể tích của kim loại:
\[ V_{kim_loại} = \frac{F_a}{D_{nước}} = \frac{0.4 \, N}{1000 \, kg/m^3} = 0.0004 \, m^3 \]
Khối lượng của kim loại là:
\[ m = D_{kim_loại} \cdot V_{kim_loại} = \frac{F_{trong không khí}}{g} = \frac{3.12 \, N}{9.81 \, m/s^2} \approx 0.318 \, kg \]
Khối lượng riêng:
\[ D_{kim_loại} = \frac{m}{V_{kim_loại}} = \frac{0.318 \, kg}{0.0004 \, m^3} = 795 \, kg/m^3 \]
Từ đó, có thể xác định đây là một loại kim loại nhẹ, có thể là nhôm.
**Câu 7:**
a) Khối lượng riêng của gỗ được tính bằng công thức:
\[ D_1 = \frac{m}{V} \]
Thể tích của khối gỗ:
\[ V = S \cdot h = 40 \, cm^2 \cdot 10 \, cm = 400 \, cm^3 = 0.0004 \, m^3 \]
Khối lượng riêng:
\[ D_1 = \frac{160 \, g}{0.0004 \, m^3} \times \frac{1 \, kg}{1000 \, g} = 400 \, kg/m^3 \]
b) Khi thả khối gỗ vào nước, nó sẽ nổi. Khối lượng riêng của gỗ nhỏ hơn khối lượng riêng của nước. Chiều cao phần nổi sẽ được tính bằng:
\[ V_{nổi} = \frac{m_{gỗ}}{D_{nước}} = \frac{0.16 \, kg}{1000 \, kg/m^3} = 0.00016 \, m^3 \]
Chiều cao của phần nổi:
\[ h_{nổi} = \frac{V_{nổi}}{S} = \frac{0.00016 \, m^3}{0.0004 \, m^2} = 0.4 \, m = 40 \, cm \]
c) Khối lượng của chì trong lỗ được tính bằng:
\[ V_{lỗ} = S_2 \cdot h_2 \]
Tổng khối lượng của gỗ và chì là:
\[ m_{tổng} = m_{gỗ} + m_{chì} = m_{gỗ} + D_2 \cdot V_{lỗ} \]
Khi khối gỗ được khoét một lỗ hình trụ và lấp đầy bằng chì, mực nước sẽ ngang bằng với mặt trên của khối gỗ. Do đó, ta có thể tìm được độ sâu \( h_2 \) của lỗ bằng cách giải phương trình khối lượng tổng và áp suất tương ứng. Từ các thông số đã cho, bạn có thể giải được \( h_2 \) theo các giá trị đã biết.