Kvapaliny

1. Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia Kvapaliny

2. Obsah • Príklady • Použité zdroje • Zopakujte si • Úloha • Hydrostatická vztlaková sila • Archimedov zákon • Správanie sa telies v kvapalinách • Plávanie telies

3. Zopakujte si • Vymenujte základné vlastnosti kvapalín. • Charakterizujte model ideálnej kvapaliny. • Uveďte znenie Pascalovho zákona. • Opíšte princíp hydraulického zariadenia na dvíhanie ťažkých bremien. • Definujte hydrostatický tlak a hydrostatickú tlakovú silu. • Vysvetlite hydrostatický paradox.

4. Úloha Otázka: Odpoveď: Rozhodujúca nie je veľkosť tlaku, ale veľkosť tlakovej sily. Tlaková sila na dno vedra je menšia, pretože plocha jeho dna je menšia ako u kanvy. Dolná časť bočnej steny vedra má menšiu plochu, takže celková tlaková sila na steny je u vedra menšia ako u kanvy. • Prečo vedro rovnakého tvaru a objemu ako kanva môže byť vyrobené z tenšieho plechu ako kanva, keď pri naplnení do rovnakej výšky vodou je tlak pri dne u obidvoch nádob rovnako veľký?

5. Hydrostatická vztlaková sila • Človek, aby si uľahčil pohyb po vode a pod vodou vymyslel dopravné prostriedky ako sú lode, ponorky. • Pri týchto dopravných prostriedkoch využíva hydrostatickú vztlakovú silu a platnosť Archimedovho zákona.

6. Hydrostatická vztlaková sila • Tlaková sila vyvolaná vlastnou tiažou kvapaliny pôsobí na všetky strany, teda aj smerom nahor. S rastúcou hĺbkou v kvapaline rastie aj hydrostatický tlak. S - obsah podstavy valca V0 - objem valca ρk– hustota kvapaliny V horizontálnom smere pôsobia na plášť valca v rovnakej hĺbke zo všetkých strán rovnako veľké tlakové sily, preto je výsledná sila pôsobiaca na ponorené teleso v horizontálnom smere nulová.

7. Hydrostatická vztlaková sila • na hornú podstavu pôsobí tlaková sila zvisle nadol: • na dolnú podstavu pôsobí tlaková sila zvisle nahor: • výslednica týchto síl, pôsobiaca na valec zvisle nahor sa nazýva hydrostatická vztlaková sila: F1 = h1 ρg S F2 = h2 ρg S F2 ˃ F1 FVZ = F2 – F1 FVZ = (h2 – h1) ρkg S FVZ = h ρkg S FVZ = V ρkg

8. Archimedov zákon • Teleso ponorené do kvapaliny je nadľahčované hydrostatickou vztlakovou silou, ktorej veľkosť sa rovná veľkosti tiaže kvapaliny vytlačenej ponorenou časťou telesa. • Veľkosť hydrostatickej vztlakovej sily: • je priamo úmerná objemu V ponorenej časti telesa, hustote ρk kvapaliny a veľkosti tiažového zrýchlenia g. Archimedes (asi 287 – 212 pred n. l.) FVZ = V ρkg

9. Správanie sa telies v kvapalinách • dôsledkom Archimedovho zákona je rôzne správanie sa telies v kvapalinách • na teleso ponorené v kvapaline pôsobia sily: • tiažová sila: • vztlaková sila: FVZ = V ρkg ρt - hustota telesa ρk- hustota kvapaliny V - objem ponorenej časti telesa

10. Správanie sa telies v kvapalinách

11. Plávanie telies • To isté teleso sa v rôznych kvapalinách ponorí tým väčšou časťou svojho objemu, čím je hustota kvapaliny menšia. Hustomery – sa používajú na meranie hustoty kvapalín a sú založené na rôznom ponore telies v závislosti od hustoty kvapaliny

12. Príklady • Aká je hustota kameňa, na ktorý na vzduchu pôsobí tiažová sila 150 N a na jeho zdvihnutie vo vode je potrebná sila 100 N? Hustota vody je 1 000 kg . m-3 . • [3 000 kg . m-3 ] • Vo vode, ktorej hustota je 999,8 kg . m-3, pláva blok ľadu s hustotou 916,8 kg . m-3. Určte, aká časť ľadu vyčnieva nad vodnou hladinou. • [8,3 %]

13. Použité zdroje • Vachek J. a kol.: Fyzika pre 1. ročník gymnázií SPN Bratislava 2001 • Scholtz E., Kireš M.:Fyzika,dynamika, SPN Bratislava 2007 • Lank V., Vondra M.:Fyzika, Fragment 2008 http://www.verkon.cz/data/catalog/big/img2092.jpg http://www.ddp.fmph.uniba.sk/~hornansky/plavajucekocky.files/image002.gif