# Mô phỏng khối lượng riêng: vật nổi hay chìm

> Mô phỏng miễn phí: thả khối gỗ, nước đá, quả táo, quả trứng, bi thép vào nước, nước muối, dầu, mật ong, thủy ngân; xem khối lượng riêng và lực đẩy Archimedes.

Source: https://olyclass.com/vi/mo-phong/khoi-luong-rieng-noi-hay-chim/ · Updated 2026-11-03

Mô phỏng này là một phòng thí nghiệm "nổi hay chìm" cho cả lớp trên cùng một màn hình. Kéo khối gỗ, viên nước đá, quả táo, quả trứng, chai rỗng, bi thép hay hòn đá vào bình thủy tinh, xem vật nhô lên mặt nước hay chìm xuống đáy. Mỗi vật có khối lượng và thể tích như thật, nên chính khối lượng riêng quyết định vật nổi hay chìm, và vật nổi dừng lại đúng ở độ sâu mà định luật Archimedes tính ra. Đổi chất lỏng sang nước muối, dầu ăn, mật ong, thậm chí thủy ngân, cùng một vật sẽ có kết quả khác.

## Cách dùng

- **Thả vật vào bình:** kéo đồ vật từ kệ vào bình, hoặc chạm vào nó để thả. Kéo vật ra ngoài bình để lấy lại. Trên màn hình cảm ứng, nhiều học sinh có thể cùng kéo một lúc.
- **Chọn chất lỏng:** nước, nước muối, dầu ăn, mật ong hoặc thủy ngân ở hàng trên cùng. Con số trên mỗi nút là khối lượng riêng, tính bằng kg/m³.
- **Đọc số liệu:** chạm vào một vật trong bình. Bảng bên cạnh cho biết khối lượng, thể tích, khối lượng riêng của vật và của chất lỏng, phần chìm, trọng lượng và lực đẩy Archimedes. Dải bên dưới xếp mọi vật trên một thang khối lượng riêng: bên trái vạch chất lỏng thì nổi, bên phải thì chìm.
- **Lực:** bật "Lực" để vẽ mũi tên trọng lượng P (đỏ), lực đẩy Archimedes F_A (xanh) và lực đáy bình đỡ (tím) với vật chìm.
- **Khối tự chọn:** thả khối màu hồng vào, rồi chỉnh khối lượng và thể tích bằng thanh trượt. Các em có làm cho khối lơ lửng giữa nước được không?
- **Thí nghiệm quả trứng:** một nút dựng sẵn thí nghiệm kinh điển. Sau đó thêm muối từng thìa bằng nút hoặc thanh trượt.
- **Bàn phím và máy chiếu:** phím 1 tới 5 chọn chất lỏng, mũi tên di chuyển vật đang chọn, Delete lấy vật ra. Nút toàn màn hình làm chữ to lên cho học sinh bàn cuối.

## Khối lượng riêng: nặng hay nhẹ so với kích thước

Khối lượng riêng cho biết khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó:

D = m / V

Khối gỗ cạnh 5 cm có thể tích 5 × 5 × 5 = 125 cm³, khối lượng 62,5 g, nên khối lượng riêng là 62,5 : 125 = 0,5 g/cm³, tức 500 kg/m³. Nước có khối lượng riêng khoảng 1 g/cm³ (998 kg/m³ ở 20 °C). Vật to chưa chắc đã có khối lượng riêng lớn: chai rỗng có thể tích lớn nhất trên kệ nhưng phần lớn là không khí, còn viên bi thép nhỏ xíu lại có khối lượng riêng lớn nhất.

| Vật | Khối lượng | Thể tích | Khối lượng riêng (kg/m³) | Trong nước |
|---|---|---|---|---|
| Chai rỗng | 16 g | 330 cm³ | 48 | nổi, chìm 5% |
| Khối gỗ | 62,5 g | 125 cm³ | 500 | nổi, chìm 50% |
| Quả táo | 140 g | 180 cm³ | 778 | nổi, chìm 78% |
| Viên nước đá | 58,7 g | 64 cm³ | 917 | nổi, chìm 92% |
| Quả trứng | 59 g | 55 cm³ | 1 073 | chìm |
| Hòn đá | 265 g | 100 cm³ | 2 650 | chìm |
| Bi thép | 111 g | 14,1 cm³ | 7 850 | chìm |

## Vì sao vật nổi: lực đẩy Archimedes

Chất lỏng đẩy mọi vật nhúng trong nó lên trên. Lực đẩy Archimedes có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ:

F_A = d × V_chìm, với d = 10D là trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³)

Vật chìm dần vào chất lỏng cho tới khi lực đẩy bằng trọng lượng của nó. Nếu khối lượng riêng của vật nhỏ hơn của chất lỏng, điều đó xảy ra trước khi vật ngập hết, nên vật nổi. Phần thể tích chìm khi đó là:

V_chìm / V = D_vật / D_chất lỏng

Vì vậy khối gỗ (500 kg/m³) nổi chìm một nửa trong nước, còn nước đá (917 kg/m³) chìm khoảng 92%, nên phần lớn tảng băng trôi nằm dưới mặt biển. Bật "Lực" và quan sát: khi vật còn dập dềnh, hai mũi tên dài ngắn khác nhau; khi vật đứng yên, chúng dài bằng nhau. Vật có khối lượng riêng lớn hơn chất lỏng không bao giờ chiếm chỗ đủ chất lỏng, nên chìm xuống và đáy bình đỡ phần trọng lượng còn lại.

Mô phỏng tính trọng lượng P = m × g với g = 9,8 m/s², nên số liệu nhỏ hơn một chút so với khi tính nhanh bằng P = 10m và d = 10D như trong sách. Ví dụ khối gỗ: P = 0,0625 × 9,8 ≈ 0,61 N (tính nhanh: 0,625 N).

### Cùng một vật, chất lỏng khác

Nổi hay chìm là phép so sánh giữa vật và chất lỏng. Trong dầu ăn (khoảng 920 kg/m³), nước đá chỉ vừa đủ nổi, chìm tới 99,7%. Trong mật ong (1 420 kg/m³), quả trứng nổi. Trong thủy ngân (13 546 kg/m³), cả bi thép lẫn hòn đá đều nổi lềnh bềnh. Chỉ vật có khối lượng riêng lớn hơn thủy ngân, như vàng (19 300 kg/m³), mới chìm trong đó.

## Thí nghiệm quả trứng

Quả trứng tươi có khối lượng riêng lớn hơn nước một chút, nên chìm. Hòa muối vào nước làm khối lượng riêng của nước tăng lên mà thể tích gần như không đổi. Bấm "Thí nghiệm quả trứng" rồi thêm muối:

| Muối trong nước | Khối lượng riêng (kg/m³) | Quả trứng (1 073 kg/m³) |
|---|---|---|
| 0% (nước thường) | 998 | chìm |
| 3,5% (nước biển) | 1 023 | chìm |
| 10% | 1 071 | lơ lửng giữa nước |
| 12% | 1 086 | nổi lên từ từ |
| 20% | 1 148 | nổi cao hơn |

Trứng bắt đầu nổi khi nước có khoảng 10,3% muối, tức khoảng 115 g muối trong 1 lít nước, chừng sáu, bảy thìa canh đầy. Thầy cô có thể làm thật ngay trên lớp với một cốc cao, một quả trứng và một gói muối.

## Thử ngay

1. Trước khi thả, cho cả lớp xếp các vật trên kệ thành hai nhóm "nổi" và "chìm". Sau đó thả thử từng vật.
2. Thả viên nước đá vào nước thường, đọc phần trăm chìm. Đổi sang nước muối, rồi dầu ăn: viên đá nhô lên hay chìm sâu hơn?
3. Dùng khối tự chọn để tạo một khối nổi chìm đúng một nửa. Khối lượng và thể tích của nó phải thế nào?
4. Bấm "Thí nghiệm quả trứng". Cần bao nhiêu thìa muối thì trứng rời đáy bình?
5. Thả bi thép và hòn đá vào thủy ngân. Vì sao ở đây chúng lại nổi?

## Gợi ý dạy học

Mô phỏng hợp với các bài về tính chất của chất và vật liệu, khối lượng riêng, sự nổi và lực đẩy Archimedes (chương trình GDPT 2018):

- **Khoa học 5:** chủ đề Chất, phần hỗn hợp và dung dịch: hòa muối vào nước và quan sát quả trứng.
- **KHTN 6:** đo khối lượng, đo thể tích, tính chất của một số vật liệu (gỗ, kim loại, nhựa…).
- **KHTN 8:** các bài Khối lượng riêng, Thực hành xác định khối lượng riêng và Lực đẩy Archimedes trong chủ đề Khối lượng riêng và áp suất (tên bài có thể khác nhau đôi chút giữa các bộ sách).

1. **Dự đoán (5 phút):** hỏi lớp "Quả táo to vậy, có chìm vì nặng không?" Cho học sinh giơ tay chọn, rồi thả thử. Sau đó hỏi vì sao viên bi thép nhỏ xíu lại chìm.
2. **Tính toán (10 phút):** các nhóm chép khối lượng, thể tích của từng vật từ bảng số liệu, tính D = m/V và xếp các vật theo khối lượng riêng. So với kết quả nổi, chìm.
3. **Giải thích (5 phút):** bật "Lực", dừng lại khi một vật đang dập dềnh. Trọng lượng hướng xuống, lực đẩy hướng lên: khi nào hai lực bằng nhau?
4. **Mở rộng (5 phút):** mật ong và thủy ngân. Chất lỏng có làm thép nổi được không?
5. **Ôn tập (10 phút):** bấm "Tạo game ôn tập" để có ngay trò chơi cả lớp chơi trên cùng màn hình, chia đội, điện thoại của thầy cô làm điều khiển.

## Câu hỏi thường gặp

### Số liệu trong mô phỏng có thật không?

Có. Mỗi vật có khối lượng và thể tích thường gặp ngoài đời, các chất lỏng dùng khối lượng riêng đo ở 20 °C, nước muối theo bảng số liệu đã công bố. Gỗ, táo, trứng thật thì chênh nhau một chút, nên quả trứng của lớp mình có thể cần nhiều hoặc ít muối hơn.

### Vì sao vật nổi còn dập dềnh rồi mới đứng yên?

Khi vừa thả, vật lao xuống quá sâu, lúc đó lực đẩy lớn hơn trọng lượng nên đẩy vật lên, rồi cứ thế lên xuống. Lực cản của chất lỏng và những gợn sóng làm vật dần đứng yên. Trong mật ong vật dừng nhanh hơn nhiều vì mật ong rất sánh. Chuyển động chạy chậm hơn thời gian thật một chút để cả lớp kịp theo dõi.

### "Lơ lửng" nghĩa là gì?

Khi vật có khối lượng riêng bằng chất lỏng, lực đẩy Archimedes bằng trọng lượng ở bất kỳ độ sâu nào dưới mặt chất lỏng, nên vật đứng yên ở chỗ thả, không nổi lên cũng không chìm xuống. Cá và tàu ngầm làm được như vậy nhờ điều chỉnh lượng khí bên trong. Thử với khối tự chọn 400 g, 400 cm³.

### Vì sao số liệu khác một chút so với cách tính trong sách?

Sách thường lấy P = 10m và d = 10D cho dễ tính, còn mô phỏng dùng g = 9,8 m/s². Ví dụ quả táo 140 g: sách tính P = 1,4 N, mô phỏng cho 1,37 N. Tỉ lệ phần chìm D_vật / D_chất lỏng thì như nhau.

### Có cần cài đặt hay đăng ký không?

Không. Mô phỏng chạy ngay trên trình duyệt của máy tính, bảng tương tác, máy tính bảng hay điện thoại, và miễn phí.

[Tạo game ôn tập](https://olyclass.com/create?subject=science&grade=8&lang=vi&topic=Khối%20lượng%20riêng,%20sự%20nổi%20và%20lực%20đẩy%20Archimedes)

## Nguồn dữ liệu và hình ảnh

Mô hình và hình vẽ: Oly. Khối lượng riêng ở 20 °C: nước 998 kg/m³ ([NIST Chemistry WebBook](https://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/)); nước muối theo bảng khối lượng riêng dung dịch natri clorua trong CRC Handbook of Chemistry and Physics; thủy ngân 13 546 kg/m³; nước đá 917 kg/m³. Gỗ, táo, trứng, đá, dầu ăn lấy giá trị thường gặp, ngoài đời có thể chênh một chút. Chuyển động tính theo định luật Archimedes cùng lực cản của chất lỏng, chạy chậm hơn thời gian thật một chút để cả lớp kịp theo dõi.