Zákony fyziky o vode v učive Tercie projektová práca

1. Zákony fyziky o vode v učive Tercie projektová práca Marek Kordík Konzultant: Mgr. Gabriela Kovárová Septima 2006/07

2. 1. Tlak v kvapaline p=h·ρ·g obr. 1

3. obr. 2 obr. 3

4. 1. 1. Pascalov zákon Znenie: Pôsobením vonkajšej sily na voľnú hladinu kvapaliny v uzavretej nádobe, vznikne vo všetkých miestach kvapaliny rovnaký tlak 1. 1. 1. Overenie Pascalovho zákona Pascalov zákon môžeme jednoducho overiť tak, že do injekčnej striekačky urobíme ihlou dierky, naplníme ju vodou a keď stlačíme piest, zo všetkých otvorov injekčnej striekačky strieka voda rovnako na všetky strany

5. obr. 4 obr. 5

6. 1. 1. 2. Využitie Pascalovho zákona Pascalov zákon využívajú hydraulické zariadenia. Umožňujú pomocou malej tlakovej sily pôsobiacej na malý piest, vyvolať veľkú tlakovú silu pôsobiacu na veľký piest. Jav možno ľahko predviesť na veľkej a malej injekčnej striekačke spojenej infúznou hadičkou

7. obr. 6

8. Hydraulický lis Pre každé hydraulické zariadenie platí, že v obidvoch ramenách sa mení objem kvapaliny o rovnakú hodnotu. Hydraulické zariadenie niekoľkokrát zväčšuje silu, ale mechanická práca vykonaná v obidvoch ramenách je rovnaká (W1 = W2, ako hovorí zákon zachovania energie).

9. 3. 1. 2. Hydrostatický paradox Poznatok o tom, že pre danú kvapalinu veľkosť tlakovej sily na dno nádoby nezávisí od hmotnosti kvapaliny v nádobe, ale iba od výšky kvapalinového stĺpca a plošného obsahu dna nádoby, nazývame Hydrostatický paradox

10. h1=h2; S1=S2 => h1·S1·ρ = h2·S2·ρ = p1 = p2

11. 3. 1. 2. 1. Vysvetlenie Hydrostatického paradoxu Hydrostatický tlak pri dne obidvoch nádob sa vypočíta zo vzorca p=h·ρ·g. Hĺbka h je v obidvoch nádobách rovnaká, rovnaké sú aj hustoty ρ a gravitačné zrýchlenie g. Preto je hydrostatický tlak pri dne obidvoch nádob rovnaký. Aj obsah dna S majú nádoby rovnaký. Preto je rovnaká aj tlaková sila F na dno. F=S·p

12. Tiaž kvapaliny sa rozkladá na tlakové sily, ktoré pôsobia nielen na dno, ale aj na steny nádoby. A B C Celkovú silu pôsobiacu na nádobu dostaneme, keď spolu zložíme výslednicu síl, ktoré pôsobia na steny a silu, ktorá pôsobí na dno. V nádobe A majú obidve tieto sily rovnaký smer. V nádobe B je výslednica síl na steny nulová. A v nádobe C má táto výslednica opačný smer ako sila na dno. Preto je celková sila, ktorá pôsobí na nádobu, najväčšia v nádobe A. Najmenšiu výslednú silu dostaneme v nádobe C.

13. 2. Vztlaková sila v kvapaline Keď sa snažíme niektoré telesá ponoriť pod vodnú hladinu, cítime istý odpor. Zapríčiňuje ho vztlaková sila. Platí to len pre telesá, ktorých hustota je menšia ako hustota vody.

14. 2. 1. Archimedov zákon Znenie: Teleso ponorené do kvapaliny je nadľahčované silou, ktorá sa rovná tiaži kvapaliny vytlačenej telesom. obr. 8

15. 2. 2. Výpočet vztlakovej sily Sily, pôsobiace na teleso  ponorené do kvapaliny dôsledku hydrostatického tlaku, sa vo vodorovnom smere rušia (inak by sme pozorovali samovoľný pohyb ponoreného telesa pozdĺž vodnej hladiny). V zvislom smere sa v dôsledku výšky telesa prejaví odlišný tlak pri hornej a spodnej časti telesa, dôsledkom čoho je vznik vztlakovej sily.

16. a Fv=F2 – F1=S(h+v)ρkg-Shρkg=Shρkg+Svρkg-Shρkg=Vρkg

17. ,teleso v kvapaline klesá ku dnu ,celkom ponorené teleso sa v kvapaline vznáša , teleso celkom ponorené do kvapaliny stúpa a čiastočne sa vynorí nad hladinu. Rovnováha nastane, keď pre objem V' ponorenej časti telesa platí:

18. obr. 9

19. 2. 3. Význam vztlakovej sily Hustomer Meranie hustoty kvapaliny hustomerom je založené na tom, že teleso sa do kvapaliny ponorí tým viac, čím má kvapalina menšiu hustotu. Pretože funguje ne základe porovnávania hustôt dvoch kvapalín, pre každú kvapalinu potrebujeme zvláštny hustomer. obr. 10

20. 3. Reaktívna sila kvapalín Ak necháme vytekať vodu z fľaše s rovnako smerovanými otvormi pri dne, fľaša sa prudko roztočí. Na tomto princípe pracuje i Segnerovo koleso, ktoré je už schopné konať väčšiu prácu. obr. 11

23. 3. 4. Anketa o cenách vody Vysvetlenie pojmov a ich ceny: Vodné - je to príspevok k cenám za výrobu a distribúciu pitnej vody - v tomto roku je cena vodného 35,5 Sk za 1000 litrov Stočné - je príspevok k cenám za odvedenie a čistenie odpadovej vody - v tomto roku je cena stočného 22,6 Sk za 1000 litrov

24. Európska charta o vode • Bez vody niet života. Je hodnotou, ktorá je pre akúkoľvek ľudskú činnosť nenahraditeľná. • Zásoby sladkej vody nie sú nevyčerpateľné. Treba ich chrániť, rozumne s nimi nakladať o podľa možnosti rozmnožovať. • Znečisťovanie vody je škodlivé pre človeka i ostatné živé tvory, ktoré od nej závisia. • Kvalitu vody treba udržiavať na takej úrovni, aby ju bolo možné použiť na požadované účely a najmä aby spĺňalo príslušné zdravotnícke normy. • Použitá voda po navrátení do spoločného zdroja nesmie mať nepriaznivý vplyv na možnosť jeho ďalšieho využívania na verejné alebo súkromné účely. • Zásadný význam pre zachovanie vodných zdrojov má udržiavanie primeraného rastlinného krytu pôdy, predovšetkým lesných porastov. • Vodné zdroje musia byť sledované o vyhodnocované. • V záujme zosúladenia krátkodobých o dlhodobých cieľov je potrebné, aby príslušné úrody vypracúvali plány racionálneho hospodárenia s vodnými zdrojmi. • Ochrana vody si vyžaduje zintenzívnenie vedeckého výskumu, výchovy odborníkov a informovanie verejnosti. • Voda je spoločným dedičstvom, ktorého hodnotu musia uznávať všetci. Každý je povinný využívať vodu starostlivo a hospodárne. • Hospodárenie s vodnými zdrojmi by malo byť organizované podľa prirodzených povodí, nie podľa politických alebo administratívnych celkov. • Voda nepozná hranice: ako spoločný zdroj si vyžaduje medzinárodnú spoluprácu.