Archimédův zákon pro plyny

Prezentace na téma: "Archimédův zákon pro plyny"— Transkript prezentace:

1 Archimédův zákon pro plyny

2 Vztlaková síla v atmosféře
Atmosférický tlak klesá s výškou V okolí horní části každého tělesa je tlak nižší než v dolní Výslednice tlakových sil míří vzhůru = vztlaková síla

3 Archimédův zákon Vztlaková síla působící na těleso v atmosféře je rovna tíhové síle, která by působila na vzduch s objemem tělesa Platí: FVZ = V . ρ . g Platí pro všechny plyny

4 Celková síla působící na tělesa v atmosféře
Výsledná síla: Tlaková síla Vztlaková síla Další síly vznikající pohybem tělesa nebo pohybem vzduchu

5 Proč ve vzduchu nepociťujeme vztlak podobně jako v kapalině?
Hustota vody je asi 1000 x větší než hustota vzduchu Ve vodě působí 1000 x větší vztlaková síla Hustota většiny těles je mnohem větší než hustota vzduchu Vztlaková síla je mnohem menší než síla tíhová

6 Pokus Vyfoukni bublinu bublifukem
Pak do bublifuku foukni plastovou lahví, která byla předtím ponořená do horké vody Jaký je rozdíl v pohybu bublin?

7 Výsledná síla ve vzduchu
Může mířit i směrem vzhůru tíhová síla < vztlaková síla průměrná hustota tělesa < hustota vzduchu Meteorologický balon Pouťový balonek Horkovzdušný balon

8 Plynné látky, které mají menší hustotu než vzduch
Vodík Helium Metan Amoniak Teplý vzduchu (s rostoucí teplotou se výrazně snižuje i hustota)

9 Hustota plynů Látka Hustota [kg/m3] Acetylen 1,147 Amoniak 0,75 Argon
1,759 Bromvodík 3,563 Butan 2,559 Dusík 1,234 Ethan 1,24 Ethylen 1,235 Fluor 1,673 Helium 0,1762 Chlor 3,12 Chlorovodík 1,605 Kyslík 1,409 Methan 0,707 Neon 0,888 Oxid dusnatý 1,323 Oxid dusný 1,938 Oxid siřičitý 2,82 Oxid uhelnatý 1,234 Oxid uhličitý 1,951 Ozon 2,114 Propan 1,942 Sirovodík 1,501 Vodík 0,088 95 Vzduch (suchý) 1,275 9

10 Vztlaková síla Závisí na objemu tělesa
Balony pro let do velmi vysokých výšek (stratosféry) startují poloprázdné Teprve ve velkých výškách se vlivem klesajícího atmosférického tlaku jejich obal vyplní

11 Let balonů Každý balon může dosáhnout jen určité výšky
S rostoucí výškou – klesá hustota vzduchu, proto klesá i vztlaková síla V určité výšce: rovná se Vztlaková síla Tlaková síla

12 Otázky a úkoly Jakým způsobem mění výšku letu piloti horkovzdušných balonů? Jaká vztlaková síla působí na železné závaží s hmotností 1 kg ve vodě a ve vzduchu? Za bezvětří je někdy vidět, že kouř stoupá z komína kolmo vzhorů, v určité výšce se ale kouřová clona zalomí a pokračuje témě vodorovně. Proč?

13 Odpovědi Piloti mění výšku změnou průměrné hustoty, kterou dosahují zahříváním vzduchu v balonu. (dále např. odhazováním zátěže – vysypáváním písku z pytlů) FVZ = V.ρvzduchu.g………ve vzduchu (hustota vzduchu) Objem V= m: ρželeza (1 :7860 = 0, m3) FVZ= 0, , = 0,00164 N FVZ = V.ρvody.g………ve vodě (hustota vody) FVZ= 0, = 1,27 N Bezvětří může být jen v dolních vrstvách, ve větších výškách mohou vanout silné větry. Navíc kouř z komína chladne, přestává stoupat, když se jeho hustota vyrovná hustotě okolního vzduchu.

14 Zapamatuj a zapiš I v atmosféře platí Archimédův zákon: vztlaková síla působící na těleso v atmosféře je rovna tíhové síle, která by působila na vzduchu s objemem tělesa FVZ = V . ρ . g V=objem tělesa ρ = hustota vzduchu, g = gravitační konstanta Vztlaková síla působící na těleso míří svisle vzhůru. Je-li průměrná hustota tělesa menší než hustota vzduchu, těleso v atmosféře stoupá.