Účinky gravitační síly na kapalinu

1. Účinky gravitační síly na kapalinu Krátkou trubici opatříme na spodním konci tenkou blánou. Do trubice postupně nalijeme do stejné výšky tři různé kapaliny a pozorujeme prohnutí blány. glycerol ethanol voda Na blánu tlačí kapalina svisle dolů tlakovou silou F. Proč se blána prohnula různě? Látky mají různou hustotu.

2. Další pokusy 1) Do většího mikroténového sáčku nalijeme vodu a sáček uzavřeme. Do sáčku uděláme špendlíkem malý otvor a měníme tvar sáčku. POZORUJEME: Sáček se zaoblí, při jakékoli změně tvaru sáčku vytéká voda kolmo ke stěně sáčku v místě otvoru. 2) K dolnímu okraji skleněné trubičky přitiskneme destičku. Přidržíme ji rukou a ponoříme trubičku i s destičkou do vody. POZORUJEME: Destička ve vodě od trubičky neodpadne. Ve vzduchu by destička odpadla.

3. Závěr z pozorování Vdůsledku působení gravitační síly Země působí kapalina v nádobě v klidu tlakovou silou kolmo na dno, na stěny nádoby a na plochy ponořené do kapaliny. Velikost této síly závisí: na hloubce h na obsahu plochy S na hustotě kapaliny ρ Výpočet síly: F = S . h . ρ . g F – tlaková síla – N S – obsah plochy - m2 h – hloubka – m ρ - hustota – kg/ m3 g – gravitační konstanta – N/ kg

4. Hydrostatický paradox F F F F S S S S Máme nádoby různých tvarů, které mají stejný obsah S dna, naplníme je vodou nebo jinou kapalinou do stejné výšky h. Kapalná tělesa mají různé hmotnosti, působí na ně různé gravitační síly, ale tlaková síla na dno je ve všech nádobách stejná. Toto zjištění udělal francouzský fyzik Blaise Pascal v 17. století.

5. Hydrostatický tlak Už víme: V gravitačním poli Země působí kapalina v klidu na každou plochu S kolmo tlakovou silou F. Tato síla vyvolává tlak, který nazývámehydrostatický tlak – ph Velikost hydrostatického tlaku závisí: na hloubce h na hustotě kapaliny ρ Výpočet hydrostatického tlaku: ph= F : S ph = (S. h . ρ . g): S ph = h . ρ . g ph – hydrostatický tlak - Pa h – hloubka – m ρ - hustota – kg/ m3 g – gravitační konstanta – N/ kg

6. Otázky a úlohy 1. Proč je hráz přehrady u dna širší než nahoře? Protože u dna působí větší hydrostatický tlak. 2. Největší hloubka naměřená v oceánu je asi 11 km. Jaký je hydrostatický tlak v této hloubce, je-li hustota mořské vody 1020 kg/ m3? h = 11 km = 11 000 m ρ =1020 kg/m3 g = 10 N/kg ph= …Pa ph=h . ρ . g ph =11000 m . 1020 kg/ m3 . 10 N/kg ph = 112 200 000 Pa = 112,2 MPa Tlak v největší hloubce oceánu je přibližně 112 MPa.

7. Spojené nádoby Je-li hustota kapaliny ve všech místech stejná, budou hydrostatické tlaky u dna ve všech ramenech stejné, pokud v nich bude kapalina ve stejné výšce. h Jestliže nalijeme do spojených nádob tvaru U postupně dvě kapaliny s různou hustotou (např. voda, glycerol), musí být hydrostatické tlaky stejné na rozhraní, kde se obě kapaliny stýkají. Hustota vody je menší než hustota glycerolu, její výška nad rozhraním bude větší. h1 – výška vody h2 – výška glycerolu ρ1 h1 h2 ρ2 konec