H YDROSTATIKA Mgr. Kamil Kučera

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. ANOTACE 1.Kód EVM: K_INOVACE_1.FY.35 2.Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/ Vytvořeno: duben Ročník: 1. ročník – čtyřleté gymnázium, 5. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5.Anotace: Vzdělávací oblastČlověk a příroda Vzdělávací oborFyzika Tematický okruhMechanika tekutin Materiál slouží k zopakování hydrostatiky. Materiál popisuje vlastnosti kapalin a plynů, síly působící na kapalinu v klidu a hydrostatické zákony a jejich využití v praxi. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Vlastnosti kapalin a plynů tekutina tekutina - látka v kapalném nebo plynném skupenstvíkapalina nemá stálý tvar, má vlastní objem velmi málo stlačitelná tekutá vytváří volnou hladinu u hladiny povrchová vrstvaplyny nemá stalý tvar ani vlastní objem tekutá velmi snadno stlačitelná ideální kapalina ideální kapalina - dokonale tekutá, bez vnitřního tření a zcela nestlačitelná ideální plyn ideální plyn - dokonale tekutý, bez vnitřního tření a dokonale stlačitelný [1][1]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Tlak v kapalinách Hydrostatika - Hydrostatika - část mechaniky, která se zabývá mechanickými vlastnostmi nepohybujících se kapalin (kapalin, které jsou v klidu). tlak tlak - skalární veličina určená podílem velikosti tlakové síly a obsahu rovinné plochy - charakterizuje stav kapaliny v klidu tlak měříme manometry (tlakoměry) Tlak v kapalinách (plynech) může být vyvolán dvojím způsobem:  vnější silou  tíhovou silou, která působí na tekutinu [2][2]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Pascalův zákon Pascalův zákon: Tlak vyvolaný vnější silou, která působí na kapalinu, je ve všech místech kapaliny stejný. využití v hydraulických (pneumatických) zařízeních hydraulické zařízení hydraulické zařízení – mechanické zařízení skládající se ze dvou nádob nestejného průřezu spojených trubicí hydraulická zařízení - hydraulický zvedák, hydraulické brzdy, hydraulický lis [3][3] [4][4] [5]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Hydrostatická tlaková síla hydrostatická síla F h hydrostatická síla F h - důsledkem působená tíhové síly na všechny částice kapaliny touto silou působí kapalina na stěny nádoby, dno a tělesa ponořená do kapaliny velikost F h závisí na hustotě kapaliny, na obsahu dna a na hloubce pod volným povrchem hydrostatické paradoxon hydrostatické paradoxon – hydrostatická síla nezávisí na tvaru a celkovém objemu kapalného tělesa [6] [7]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Hydrostatický tlak hydrostatický tlak p h hydrostatický tlak p h - tlak v kapalině v klidu vyvolaný tíhovou silou hydrostatický tlak je přímo úměrný hustotě kapaliny a hloubce pod volným povrchem kapaliny hladiny hladiny – místa se stejným hydrostatickým tlakem spojené nádoby spojené nádoby - dvě nádoby nebo více nádob, v nichž po naplnění kapalinou vystoupí hladina do stejné výšky (např. sifony umyvadel a WC, hadicová vodováha, zdymadla,…) Jestliže je ve spojených nádobách více kapalin (lišících se hustotou), pak hladiny v nádobách nebudou stejně vysoko, ale nejvýše bude hladina kapaliny s nejmenší hustotou, nejníže hladina kapaliny s nejvyšší hustotou. [8] [9]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Vztlaková síla vztlaková síla F VZ vztlaková síla F VZ – síla, která nadlehčuje každé těleso ponořené do kapaliny (do plynu) - - má směr svislý vzhůru a je důsledkem působení hydrostatických sil na povrch tělesa Archimedův zákon: Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, jejíž velikost je rovna tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa. [10] [11] [12]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Chování těles v kapalině Důsledkem Archimedova zákona je různé chování těles v kapalině. 1. hustota tuhého tělesa je stejná jako hustota kapaliny (ρ t = ρ k ) Tíhová síla je stejná jako hydrostatická vztlaková síla. Výslednice sil je tedy nulová a na těleso nepůsobí žádná síla. Těleso se v kapalině vznáší, tzn. nestoupá ani neklesá. 2. hustota tuhého tělesa je menší než hustota kapaliny (ρ t ‹ ρ k ) Tíhová síla působící na těleso je menší než hydrostatická vztlaková síla. Výslednice sil směřuje vzhůru, což způsobuje, že těleso stoupá k volné hladině kapaliny a poté plove na hladině kapaliny. Tíhová síla působící na těleso, které plove na hladině, je v rovnováze s hydrostatickou vztlakovou silou, která působí na ponořenou část tělesa. Je-li V objem tělesa a V´objem ponořené části, pak musí platit. Pro poměr objemu ponořené části tělesa k objemu celého tělesa platí 3. hustota tuhého tělesa je větší než hustota kapaliny (ρ t › ρ k ) Tíhová síla, která působí na těleso, je větší než hydrostatická vztlaková síla. Výslednice sil směřuje dolů a těleso tedy klesá ke dnu. [12] A = F VZ

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1.Porovnejte vlastnosti kapalin a plynů. 2.Proč jsou hráze rybníků či stěny přehrad masivnější u dna? 3.Vysvětlete princip zdymadla. 4.Popište hydrostatické paradoxon. 5.Změní se ponor lodi, pokud bude z moře plout do řeky? 6.Vysvětlete princip hydraulických zařízení. 7.Popište chování těles v kapalině.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] KRATOCHVÍLOVÁ, Petra. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [2] LADAROZAN. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [3] NEZNÁMÝ. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [4] PAJS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [5] VOKOUN, Stanislav. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [6] KOKOS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [7] WERNEUCHEN. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [8] PROPI. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [9] ALTI wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [10]NEZNÁMÝ. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [11] TONYLE. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [12] SIMONIČ, Mihael. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [13] شمهقثظش شائشیه. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN