Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Potápění, plování a vznášení se stejnorodého tělesa v kapalině (Učebnice strana 123 – 125) FgFg F F vz Do vody ponoříme hliníkový váleček. Váleček klesá.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Potápění, plování a vznášení se stejnorodého tělesa v kapalině (Učebnice strana 123 – 125) FgFg F F vz Do vody ponoříme hliníkový váleček. Váleček klesá."— Transkript prezentace:

1 Potápění, plování a vznášení se stejnorodého tělesa v kapalině (Učebnice strana 123 – 125) FgFg F F vz Do vody ponoříme hliníkový váleček. Váleček klesá ke dnu, potápí se. Na hliníkový váleček ve vodě působí gravitační síla F g a vztlaková síla F vz. F g = mg, F vz = Vρ k g m = Vρ ρ = kg/m 3 hustota hliníku je F g = Vρg ρ k = kg/m 3 hustota vody je Vztlaková síla F vz působí na hliníkový váleček o objemu V. Hustota hliníku je větší než hustota vody, pro výslednou sílu F působící na váleček platí: F = F g – F vz F = Vρg – Vρ k gF g > F vz F = Vg (ρ – ρ k ) Těleso v kapalině klesá, je-li ρ > ρ k. ρ > ρ k

2 FgFg F vz Do vody ponoříme mikrotenový sáček naplněný vodou. Na mikrotenový sáček naplněný vodou ve vodě působí gravitační síla F g a vztlaková síla F vz. F g = mg, F vz = Vρ k g m = Vρ ρ = kg/m 3 hustota vody v sáčku je F g = Vρg ρ k = kg/m 3 hustota vody je Mikrotenový sáček naplněný vodou se v nádobě volně vznáší. Svisle nahoru na něj působí vztlaková síla F vz, dolů gravitační síla F g. Výsledná síla F = 0 N. Platí tedy: F g – F vz = 0 Vρg – Vρ k g = 0F g = F vz Vg (ρ – ρ k ) = 0 Těleso se v kapalině volně vznáší, je-li ρ = ρ k. ρ = ρ k Hmotnost i objem sáčku jsou zanedbatelné. Objem vytlačené vody je stejný jako objem vody v sáčku.

3 FgFg F vz Do vody ponoříme dřevěný kvádr. Na dřevěný kvádr zcela ponořený ve vodě působí gravitační síla F g a vztlaková síla F vz. F g = mg, F vz = Vρ k g m = Vρ ρ = 750 kg/m 3 hustota dřeva je F g = Vρg ρ k = kg/m 3 hustota vody je Vztlaková síla F vz působí na zcela ponořený dřevěný kvádr o objemu V. Hustota dřeva je menší než hustota vody, pro výslednou sílu F platí: Aby se dřevěný kvádr ponořil celý, musíme ho pod vodou přidržet. F = F vz – F g F = Vρ k g – VρgF g < F vz F = Vg (ρ k – ρ) Je-li ρ k > ρ, těleso v kapalině stoupá k hladině. ρ k > ρ F Nepůsobí-li na zcela ponořený dřevěný kvádr žádná vnější síla, vlivem větší vztlakové síly F vz výsledná síla F působí směrem nahoru, kvádr stoupá k hladině a vynořuje se. Tím se zmenšuje objem ponořené části kvádru a tedy i vztlaková síla. Těleso plove na hladině, je-li vztlaková síla rovna gravitační síle F g.

4 Vztah hustoty látky ρ a hustoty kapaliny ρ k Vztah sil působících na těleso Výslednice sil Chování tělesa v kapalině ρ > ρ k ρ = ρ k ρ < ρ k F g < F vz F g = F vz F g > F vz směřuje svisle dolů je nulová směřuje svisle vzhůru potápí se vznáší se stoupá Při plování tělesa v kapalině se vynoří taková část tělesa, že gravitační síla F g a vztlaková síla F vz působící na těleso jsou v rovnováze.

5 FgFg FgFg FF F vz Příklady: 1)Na siloměr zavěsíme ocelové závaží o hmotnosti 100 g. Jaká síla působí na siloměr při ponoření závaží do vody? m = 100 g = 0,1 kg ρ 1 = kg/m 3 (ocel) ρ 2 = kg/m 3 (voda) F = ? N F g = mg F g = 0,1 · 10 F g = 1 N F vz = Vρ k g F = F g – F vz F g > F vz F = 1 – 0,13 F = 0,87 N Při ponoření závaží do vody působí na siloměr síla 0,87 N.

6 2)Svíčku o objemu 125 cm 3 a hmotnosti 115 g ponoříme nejdříve do vody, potom do oleje (hustota oleje je 920 kg/m 3 ) a nakonec do ethanolu. Jak se těleso v dané kapalině bude chovat? Vypočítej výslednou sílu, která působí na svíčku. m = 115 g = 0,115 kg V = 125 cm 3 = 0, m 3 ρ k1 = kg/m 3 (voda) ρ k2 = 920kg/m 3 (olej) ρ k3 = 789kg/m 3 (voda) F 1 = ? N F 2 = ? N F 3 = ? N F g < F vz Ve vodě stoupá k hladině. ρ 1 > ρF g = F vz V oleji se volně vznáší. ρ 2 = ρF g > F vz V ethanolu klesá ke dnu. ρ 3 < ρ F g = mg F g = 0,115 · 10 F g = 1,15 N F vz1 = Vρ k1 g F 1 = F vz – F g F vz1 = 1,25 N F 1 = 0,2 N F 1 = 1,25 – 1,15 F vz2 = Vρ k2 g F 2 = F vz – F g F vz2 = 1,15 N F 2 = 0 N F 2 = 1,15 – 1,15 F vz3 = Vρ k3 g F 3 = F g – F vz F 3 = 0,15 N F 3 = 1,15 – 1 FgFg F F vz

7 3)Svíčku o objemu 125 cm 3 a hmotnosti 115 g ponoříme do vody. Jaká část svíčky zůstane ponořená? m = 115 g = 0,115 kg V = 125 cm 3 ρ k = kg/m 3 = 1 g/cm 3 (voda) V P = ? cm 3 FgFg F F vz F g = mg F g = 0,115 · 10 F g = 1,15 N Těleso na hladině plove, je-li gravitační síla F g rovna vztlakové síle F vz ponořené části tělesa. F g = F vz mg = V P ρ k g Dosadíme-li hmotnost v g a hustotu v g/cm 3, pak objem ponořené části tělesa V P vypočítáme v cm 3. Ve vodě bude ponořená část o objemu 115 cm 3, to je 92 % původního objemu svíčky.

8 4)Tři krychle mají stejný objem 100 cm 3. Jedna je z mědi, druhá z hliníku, třetí z olova. Krychle zavěsíme na siloměry. a)Jaké tahové síly naměříme? b)Krychle zavěšené na siloměrech ponoříme do vody. Jaké vztlakové síly působí na krychle ponořené do vody? c)Jaké tahové síly naměříme, jsou-li krychle ponořené do vody? a)Velikost tahové síly každé krychle na siloměr odpovídá velikosti gravitační síly, kterou působí Země na tuto krychli. Hmotnost krychlí určíme z objemu a hustoty. V 1 = V 2 = V 3 = V = 100 cm 3 ρ 1 = kg/m 3 (měď) ρ 2 = kg/m 3 (hliník) ρ 3 = kg/m 3 (olovo) F t1 = ? N F t2 = ? N F t3 = ? N = 0,000 1 m 3 Na siloměru s měděnou krychlí naměříme sílu 8,9 N, s hliníkovou krychlí 2,7 N a s olověnou krychlí 11,3 N.

9 c)Velikost výsledné tahové síly na siloměr každé krychle ponořené do vody určíme z rozdílu tahové síly na jednotlivou krychli a vztlakové síly. V 1 = V 2 = V 3 = V = 100 cm 3 F vz1 = F vz2 = F vz3 = F vz = 1 N F t1 = 8,9 N F t2 = 2,7 N F t3 = 11,3 N F 1 = ? N F 2 = ? N F 3 = ? N = 0,000 1 m 3 Ponoříme-li krychle do vody, na siloměru s měděnou krychlí naměříme sílu 7,9 N, s hliníkovou krychlí 1,7 N a s olověnou krychlí 10,3 N. Krychle mají stejný objem, proto se výsledná síla působící na krychle ponořené do vody zmenší o stejnou hodnotu. b)Všechny krychle mají stejný objem a jsou ponořeny do stejné kapaliny, potom V 1 = V 2 = V 3 = V = 100 cm 3 ρ k = kg/m 3 (voda) F vz1 = F vz2 = F vz3 = F vz = ? N = 0,000 1 m 3 i vztlakové síly na ně působící jsou stejné. F vz = Vρ k g F = F t – F vz F 1 = F t1 – F vz F 1 = 8,9 – 1 F 1 = 7,9 N F 2 = F t2 – F vz F 2 = 2,7 – 1 F 2 = 1,7 N F 3 = F t3 – F vz F 3 = 11,3 – 1 F 1 = 10,3 N

10 5)Tři krychle mají stejnou hmotnost 100 g. Jedna je z mědi, druhá z hliníku, třetí z olova. Krychle zavěsíme na siloměry. a)Jaké tahové síly naměříme? b)Krychle zavěšené na siloměrech ponoříme do vody. Jaké vztlakové síly působí na krychle ponořené do vody? c)Jaké tahové síly naměříme, jsou-li krychle ponořené do vody? a)Velikost tahové síly každé krychle na siloměr odpovídá velikosti gravitační síly, kterou působí Země na tuto krychli. Hmotnost krychlí je stejná, proto i tahové síly budou stejné. m 1 = m 2 = m 3 = m = 100 g F t1 = F t2 = F t3 = F t = ? N = 0,1 kg Na siloměru naměříme pro všechny krychle sílu 1 N. b)Velikost vztlakové síly závisí na objemu krychle. Objem krychlí je různý, jsou z různé látky, určíme ho z hmotnosti a hustoty. m 1 = m 2 = m 3 = m = 100 g ρ 1 = kg/m 3 (měď) ρ 2 = kg/m 3 (hliník) ρ 3 = kg/m 3 (olovo) F vz1 = ? N F vz2 = ? N F vz3 = ? N = 0,1 kg

11 c)Velikost výsledné tahové síly na siloměr každé krychle ponořené do vody určíme z rozdílu tahové síly na jednotlivou krychli a vztlakové síly. m 1 = m 2 = m 3 = m = 100 g F t1 = F t2 = F t3 = F t = 1 N F vz1 = 0,11 N F vz2 = 0,37 N F vz3 = 0,09 N F 1 = ? N F 2 = ? N F 3 = ? N = 0,1 kg Krychle mají stejnou hmotnost, proto je tlaková síla působící na krychle stejná. Ponoříme-li krychle do vody, na siloměru s měděnou krychlí naměříme sílu 0,89 N, s hliníkovou krychlí 0,63 N a s olověnou krychlí 0,91 N. Čím má krychle větší hustotu, tím má menší objem a působí na ni menší vztlaková síla. F = F t – F vz F 1 = F t1 – F vz F 1 = 1 – 0,11 F 1 = 0,89 N F 2 = F t2 – F vz F 2 = 1 – 0,37 F 2 = 0,63 N F 3 = F t3 – F vz F 3 = 1 – 0,09 F 1 = 0,91 N Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 125.


Stáhnout ppt "Potápění, plování a vznášení se stejnorodého tělesa v kapalině (Učebnice strana 123 – 125) FgFg F F vz Do vody ponoříme hliníkový váleček. Váleček klesá."

Podobné prezentace


Reklamy Google