a) Trọng lượng của quả cầu:

Trọng lượng của quả cầu chính là số chỉ của lực kế khi quả cầu ở ngoài không khí.

Vậy P = 4N.

b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu:

Lực đẩy Ác-si-mét bằng hiệu giữa trọng lượng của vật trong không khí và trọng lượng của vật trong chất lỏng.

F_A = P - F = 4N - 2N = 2N

Vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên quả cầu là 2N.

c) Thể tích của quả cầu:

Ta có công thức tính lực đẩy Ác-si-mét: F_A = d_nước . V

Trong đó:

• F_A là lực đẩy Ác-si-mét (N)
• d_nước là trọng lượng riêng của nước (N/m³)
• V là thể tích phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m³)

Trọng lượng riêng của nước là d_nước = 10000 N/m³

Từ công thức trên, ta suy ra thể tích của quả cầu:

V = F_A / d_nước = 2N / 10000 N/m³ = 0.0002 m³

Vậy thể tích của quả cầu là 0.0002 m³.

d) Trọng lượng riêng của quả cầu:

Trọng lượng riêng của quả cầu được tính bằng công thức:

d = P / V = 4N / 0.0002 m³ = 20000 N/m³

Vậy trọng lượng riêng của quả cầu là 20000 N/m³.

• Tiếng vang trong hang động.
• Tiếng dội khi hét to gần vách núi.
• Tiếng vang trong nhà tắm.
• Tiếng vọng trong phòng trống.
• Sử dụng sóng siêu âm trong y tế.

Để tính áp suất tại điểm cách đáy bể 0,2m, trước hết ta cần biết khoảng cách từ mặt nước tới điểm đó. Khoảng cách này sẽ là:

Áp suất do cột nước gây ra được tính theo công thức:

Trong đó:

• PP là áp suất tại điểm cần tính (Pa - Pascal)

• dd là trọng lượng riêng của nước (N/m³)

• hh là chiều cao cột nước trên điểm đó (m)

Thay các giá trị vào công thức:

Vậy, áp suất tại điểm cách đáy bể 0,2m là 8,000 Pascal (Pa).

là 8,000 Pascal (Pa).

• Quá trình bơm khí vào quả bóng làm tăng thể tích khí trong quả bóng, và áp suất của khí bên trong quả bóng có thể thay đổi.
• Tuy nhiên, trong suốt quá trình này, nếu nhiệt độ không thay đổi (như bài toán đã nói), và khí trong quả bóng có thể coi là khí lý tưởng thì chúng ta có thể áp dụng định lý Boyle cho khí trong quả bóng, tức là:
• F_trongV_{quả bóng}=hằng số
• Tuy nhiên, đối với khí bên ngoài (khí xung quanh trong không khí), chúng ta chỉ có thể coi áp suất môi trường là không đổi và không cần tính toán chi tiết áp suất của không khí bên ngoài khi bơm.

Vì vậy, có thể áp dụng định lý Boyle cho quá trình này, nhưng chỉ trong phạm vi khí trong quả bóng khi thể tích thay đổi, và áp suất thay đổi tương ứng với thể tích theo mối quan hệ $PV=hằng\; số$.

Lưu ý Trong thực tế, một số yếu tố như ma sát giữa không khí và thành bơm, cũng như sự không đồng nhất trong quá trình bơm khí có thể làm ảnh hưởng nhỏ đến sự áp dụng lý thuyết lý tưởng, nhưng trong khuôn khổ bài toán lý thuyết, áp dụng định lý Boyle là hợp lý.