Digitální učební materiál Autor: Ing. Bronislav Sedláček Předmět/vzdělávací oblast: Fyzikální vzdělávání Tematická oblast: Mechanika Téma: Vlastnosti tekutin, tlak, tlaková síla v kapalinách Ročník: 1. Datum vytvoření: září 2013 Název: VY_32_INOVACE_13.3.14.FYZ Anotace: Vlastnosti kapalin, vlastnosti plynů, tlak. Digitální učební materiál je určen pro žáky učebních oborů. Využitím grafických možností sady Microsoft Office 2010 se materiál stává inovativním zejména přehledností výkladu. Využití multimediálních prostředků zvyšuje názornost výuky, usnadňuje porozumění tématu i u slabších žáků a žáků se SPU, udržuje jejich pozornost, podporuje jejich zájem a aktivitu. Metodický pokyn: Prezentace primárně slouží pro výklad v hodině, ale může být využita i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků – PC a dataprojektoru.

Tekutiny Pod názvem tekutiny rozumíme kapaliny a plyny. Jejich základní vlastností je tekutost. Ta se projevuje tím, že kapalná a plynná tělesa mění snadno mění svůj tvar, který přizpůsobují tvaru nádoby. Příčinou tekutosti je vzájemná pohyblivost jednotlivých částic tekutiny. Mechanika tekutin je tedy mechanikou kapalin a plynů.

Vlastnosti kapalin Kapalná tělesa si zachovávají i při proměnném tvaru stálý objem. Pokud jsou v klidu, vytváří v tíhovém poli Země vodorovný povrch (využití: např. gyrokompas). Kapalná tělesa jsou málo stlačitelná. Kapalná tělesa jsou díky většímu vnitřnímu tření (viskozitě) méně tekutá. Ideální kapalina je dokonale tekutá, bez vnitřního tření a zcela nestlačitelná.

Vlastnosti plynů Plynná tělesa nemají stálý tvar ani objem. Jejich tvar a objem se mění dle nádoby. Plyny jsou lehce stlačitelné. Zvětší-li se objem nádoby, plyn vyplní celý její prostor. Plyny jsou více tekuté než kapaliny. Ideální plyn je dokonale tekutý, bez vnitřního tření a je dokonale stlačitelný.

Tlak Tlak je důležitou fyzikální veličinou, jež nám charakterizuje stav tekutiny v klidu. Značíme ho p. O tom, že tlak existuje, svědčí například prudce tryskající voda z vodovodu, nahuštěná pneumatika automobilu nebo kopací míč. Bez tlaku by se neobešla veškerá technická zařízení pracující s kapalinami.

Tlak Tlak p určujeme jako podíl velikosti tlakové síly F a obsahu plochy S, na kterou síla působí v kolmém směru, tedy p = 𝐹 𝑆 . Jednotkou tlaku v soustavě SI je pascal, značíme jej Pa. Ze vztahu pro tlak vyplývá, že 1 Pa = 1 N. 𝑚 −2 . 1 Pa je tedy tlak, který vyvolá síla 1 N rovnoměrně rozložená na plochu 1 𝑚 2 a působící kolmo na tuto plochu.

Tlak V praxi používáme jednotku kilopascal kPa, nebo megapascal MPa (např. na pneumatikách nákladních aut). K měření tlaku používáme přístroj manometr. Pro měření menších tlaků slouží otevřený manometr, větší tlaky pak měříme manometrem deformačním.

Tlak v kapalině Rozlišujeme 2 druhy tlaku: Tlak v kapalině vyvolaný vnější silou, kdy na libovolnou plochu kapaliny o obsahu S působí kolmo k ploše tlaková síla o velikosti F = p.S. Tlak v kapalině vyvolaný její tíhou. Nazýváme ho hydrostatická tlaková síla 𝑭 𝒉 . Tento tlak působí v kapalině na dno a na stěny nádoby a na všechna tělesa ponořená v kapalině.

Hydrostatický tlak Velikost hydrostatické tlakové síly působící na dno nádoby závisí na hustotě kapaliny, obsahu dna a na hloubce pod volným povrchem kapaliny. Nezávisí na tvaru a celkovém objemu kapaliny. Hydrostatický paradoxon = na stejně velké dno nádob různého tvaru působí stejně velké tlakové síly, i když je v nádobách různý objem vody.

Použité zdroje: LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Radmila HÝBLOVÁ. Fyzika pro střední školy. 4., přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2001, 266 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 80-719-6184-1.