Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/ Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková organizace Pascalův zákon Autor: VY_32_INOVACE_15_1_8 Mgr. Jan Zach

Pascal ů v zákon VY_32_INOVACE_15_1_8 Autor: Mgr. Jan Zach Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Jan Zach.

- hydrostatika a aerostatika Mechanika kapalin a plynů - hydrodynamika a aerodynamika Připomeňme si vlastnosti kapalin a plynů. -jsou tekuté (snadná vzájemná pohyblivost částic) -nemají stálý tvar (mají tvar nádoby) -označujeme je jako tekutiny Kapalná tělesa – objemová stálost, velmi malá stlačitelnost, v tíhovém poli mají vodorovný povrch. Plynná tělesa – velká vzdálenost molekul => zanedbatelné síly, nemají stálý tvar ani objem, nemají vodorovný povrch, jsou velmi snadno stlačitelná. Vnitřní tření – je příčinou tekutosti. Pro zjednodušení uvažujeme ideální kapalinu (dokonale tekutá, bez vnitřního tření a zcela nestlačitelná) a ideální plyn (dokonale tekutý bez vnitřního tření, ale dokonale stlačitelný).

Tlak v kapalinách a plynech - proč vytéká voda z vodovodu, proč je stěna pneumatiky napjatá? F…velikost tlakové síly (je  na stěnu) S…obsah plochy, na kterou F působí Pa [pascal] = N.m -2 Pomocí jakého přístroje měříme tlak?Manometr.

Tlak v kapalinách vyvolaný vnější silou Působíme-li na horní podstavu pevného tělesa silou F  přenáší se ve stejném směru na dolní podstavu. Jak je to u kapalin? U kapalin se síla přenáší do všech směrů (viz. experiment), vždy kolmo na určitou plochu kapalného tělesa. Tlak vyvolaný vnější silou, která působí na kapalné těleso v uzavřené nádobě, je ve všech místech kapaliny stejný. – platí i pro plyny Pascalův zákon Velikosti sil působících na písty jsou ve stejném poměru, jako obsahy jejich průřezů. hydraulické zařízení

Tlak v kapalinách vyvolaný tíhovou silou Na všechny částice působí tíhová síla. - výsledkem je hydrostatická tlaková síla F h m = - závisí na hustotě kapaliny, na obsahu dna a hloubce pod volným povrchem kapaliny . V V =S. h F h = . S. h. g Hydrostatické paradoxon- hydrostatický tlak nezávisí na tvaru nádoby Ověřte experimentem, že hydrostatický tlak u dna nádob je stejný – ISES.

Tlak vzduchu vyvolaný tíhovou silou -působením tíhové síly jsou všechny částice atmosféry přitahovány k povrchu Země – Atmosférická tlaková síla - působí na všechna tělesa i na celý povrch Proč voda nevyteče? Vysvětlete tento experiment. Sklenici plnou vody přiklopíme listem papíru a otočíme. Ano správně, může za to atmosférický tlak- způsobuje vznik tlakové síly. Jak se mění velikost atmosférického tlaku s výškou? Klesá s výškou přibližně o 1,3 kPa na 100 m. Protože  vzduchu není všude stejná – nelze snadno spočítat.

Měření Torricelliho pokus 1 m dlouhá skleněná trubice se rtutí.Proč rtuť? Má asi 13x větší hustotu než voda. (je tedy těžší) Hladina rtuti se ustálí ve výšce cca 76 cm. Nad rtutí je vakuum. Rtuť udržuje atmosférická tlaková síla působící na volný povrch rtuti. p a je v rovnováze s hydrostatickým tlakem p h rtuťového sloupce. Určete naměřenou hodnotu atmosférického tlaku pro  =13, kg.m -3, h=0,75 m, g=9,81m.s -2. p a =1013,25 hPa Tuto hodnotu zaokrouhlujeme na p a =10 5 Pa.

Pokuste se odpovědět na následující otázky 1.Jak velikou silou působí na tělesa atmosféra? Vysvětli tento experiment (VY_32_INOVACE_17_1_8).VY_32_INOVACE_17_1_8 2.Co se stane s pouťovým balónkem naplněným heliem ve velké výšce, když vám uletí? Vysvětli tento experiment (VY_32_INOVACE_18_1_8).VY_32_INOVACE_18_1_8

Vztlaková síla v kapalinách a plynech Vztlaková síla- působí na těleso ponořené v kapalině (i v plynu) - nadlehčuje => má opačný směr než F G - na těleso působí výslednice sil F=F 2 -F 1 - směřuje proti F G F VZ = F Těleso je zcela ponořeno v kapalině s hustotou . Síly F 0 a F 0 ´ se navzájem ruší. Na horní podstavu působí tlaková síla F 1 = .S.h 1.g Na dolní podstavu působí tlaková síla F 2 = .S.h 2.g F VZ =F 2 – F 1 =  Sh 2 g-  Sh 1 g =  Sg(h 2 -h 1 ) =  Shg =VgVg

Archimédův zákon Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno hydrostatickou vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa.  …hustota kapaliny  t …hustota tělesa V´...objem ponořené části tělesa Je-li  t >  => F G =  t VgF VZ =  V´g  t <   t =  => F VZ FGFG FGFG FGFG > < = těleso klesá ke dnu těleso se v kapalině volně vznáší těleso stoupá k hladině kapaliny

Téma sady: Mechanika I. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor:Fyzika Tematický okruh:Mechanika kapalin a plynů Anotace: Jedná se o prezentaci, ve které objasníme pascalův zákon a jeho uplatnění v praxi, vysvětlíme vznik hydrostatického a atmosférického tlaku. Materiál vysvětluje základní pojmy a vztahy a vytváří prostor pro samostatné zamyšlení žáků nad tématem. Hlavním zdrojem informací je učebnice: FYZIKA pro gymnázia – Mechanika, RNDr. Milan Bednařík, CSc., doc. RNDr. Miroslava Šiková, CSc., ing. Petr Bujok Autor:Mgr. Jan Zach Rok vytvoření materiálu: 2012 Název materiálu: Pascalův zákon Jazyk:čeština Očekávaný výstup: Žák dokáže vysvětlit pascalův zákon a jeho využití, ví, jak vzniká atmosférický a hydrostatický tlak a dokáže určit, na čem závisí jejich velikosti a jak. Speciální vzděl. potřeby: souprava ISES - tlak Klíčová slova: pascalův zákon, hydrostatický tlak, hydrostatické paradoxon, hydrostatický tlak, atmosférický tlak, Torricelliho pokus Druh učebního materiálu:prezentace s aktivizací žáka Cílová skupina:žák Stupeň a typ vzdělávání:gymnaziální vzdělávání Typická věková skupina: let Pokyny pro práci s materiálem: Prezentaci je možné využít jako výklad učiva na dané téma. V materiálu jsou začleněny otázky, které je možné využít formou frontálního opakování (připomenutí) známého učiva nebo jako podnět pro jeho ověřování. Vztahy mezi veličinami se žáci nejprve pokusí odvodit sami v průběhu prezentace, teprve pak je vztah zobrazen. Prezentace zahrnuje hypertextový odkaz na video popisující účinek atmosférického tlaku pro případ, že není k dispozici potřebné vybavení k názorné ukázce.