Test: Mechanické vlastnosti kapalin (2. část) Autor: RNDr. Kateřina Kopečná Gymnázium K. V. Raise, Hlinsko, Adámkova 55

VZTLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO V KAPALINĚ Závaží o hmotnosti 700 g zavěsíme na siloměr. Po ponoření závaží do vody siloměr ukazuje hodnotu 4 N. Jak velkou silou je těleso nadlehčováno? 7 N 3 N 4 N 11 N Odpověď: 𝐹 vz = 𝐹 2 − 𝐹 1 =7 N−4 N=3 N

VZTLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO V KAPALINĚ Na čem závisí velikost vztlakové síly? Vyber správnou možnost: současně na objemu kapaliny a na hustotě tělesa současně na objemu tělesa a na hustotě tělesa současně na objemu kapaliny a na hustotě kapaliny současně na objemu tělesa a na hustotě kapaliny

VZTLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO V KAPALINĚ Na které těleso působí největší vztlaková síla? na všechna tělesa působí stejná vztlaková síla na 1. těleso na 2. těleso na 3. těleso Odpověď: vztlaková síla nezávisí na hloubce tělesa zcela ponořeného v kapalině

VZTLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO V KAPALINĚ Na které těleso působí největší vztlaková síla? na všechna tělesa působí stejná vztlaková síla na 2. těleso na 3. těleso na 1. těleso Odpověď: vztlaková síla závisí na objemu ponořené části tělesa

VZTLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO V KAPALINĚ Dvě tělesa, jedno z mědi a druhé z olova, mají stejný objem. Obě tělesa ponoříme do vody do stejné hloubky pod hladinou. Na které těleso působí větší vztlaková síla? na těleso z mědi na těleso z olova nelze rozhodnout na obě tělesa působí stejná vztlaková síla Odpověď: vztlaková síla nezávisí na hustotě tělesa

ARCHIMEDŮV ZÁKON Vztah pro výpočet vztlakové síly podle Archimedova zákona je: 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k 𝑔 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k /g 𝐹 vz = 𝜌 k 𝑔/ 𝑉 t 𝐹 vz = 𝑉 t 𝑔/ 𝜌 k

ARCHIMEDŮV ZÁKON Velikost vztlakové síly působící na těleso o určitém objemu zcela ponořené do kapaliny je rovna: tlakové síle působící na horní podstavu tělesa gravitační síle působící na kapalinu o stejném objemu jako je objem tělesa tlakové síle působící na dolní podstavu tělesa gravitační síle působící na kapalinu, ve které je těleso ponořené

ARCHIMEDŮV ZÁKON Který z portrétů patří řeckému matematikovi, fyzikovi, vynálezci, filozofovi Archimedovi? obrázek č.1 obrázek č.2 obrázek č.3 obrázek č.4 [obr1] [obr2] [obr3] [obr4]

ARCHIMEDŮV ZÁKON Ponoříme-li celé těleso do plné nádoby, vyteče z nádoby 60 litrů vody. Jak velká vztlaková síla působí na těleso? 6 N 6 000 N 600 N 60 N Odpověď: 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k 𝑔=0,06∙1 000∙10 N=600 N

ARCHIMEDŮV ZÁKON Na kuličku z plastelíny zcela ponořenou ve vodě působí vztlaková síla 5N. Jaký objem má tato kulička? 0,5 litru 5 litrů 0,05 litru 50 litrů Odpověď: 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k 𝑔 /: (𝜌 k 𝑔) 𝑉 t = 𝐹 vz 𝜌 k 𝑔 𝑉 t = 5 1 000∙10 m 3 𝑉 t =0,000 5 m 3 =0,5 dm 3 (l)

POTÁPĚNÍ, VZNÁŠENÍ SE A PLOVÁNÍ TĚLES V KAPALINĚ Co musí platit pro velikosti sil působících na těleso, aby se těleso v kapalině potápělo? nic, těleso se v kapalině vždy potápí 𝐹 g < 𝐹 vz 𝐹 g = 𝐹 vz 𝐹 g > 𝐹 vz

POTÁPĚNÍ, VZNÁŠENÍ SE A PLOVÁNÍ TĚLES V KAPALINĚ Co znamená věta: Těleso v kapalině plove. Těleso se celé vynoří nad hladinu kapaliny. Těleso se částečně vynoří nad hladinu, aby 𝐹 g = 𝐹´ vz . Těleso je celé ponořené těsně pod hladinou kapaliny. Těleso leží u dna kapaliny.

POTÁPĚNÍ, VZNÁŠENÍ SE A PLOVÁNÍ TĚLES V KAPALINĚ Ponoříme-li do vody kostku ledu a uvolníme ji, kostka postupně stoupá ke hladině, částečně se vynoří nad hladinu a začne plovat. Jak velká část kostky se asi vynoří? 1 10 objemu kostky 1 2 objemu kostky 3 4 objemu kostky 9 10 objemu kostky

POTÁPĚNÍ, VZNÁŠENÍ SE A PLOVÁNÍ TĚLES V KAPALINĚ Stejnorodé kostky jsou vyrobeny z oceli (7 850 kg/ m 3 ), borového dřeva (500 kg/ m 3 ), mosazi (8 600 kg/ m 3 ), bakelitu (1 200 kg/ m 3 ), pryže (1 100 kg/ m 3 ), duralu (2 800 kg/ m 3 ). Vyberte, které z těchto kostek se budou potápět v glycerolu (𝜌=1 260 kg/ m 3 ). borové dřevo, bakelit, pryž ocel, mosaz ocel, mosaz, dural ocel, mosaz, bakelit

POTÁPĚNÍ, VZNÁŠENÍ SE A PLOVÁNÍ TĚLES V KAPALINĚ Měděná destička o hmotnosti 200 g a objemu 1 dm 3 se v ethanolu (789 kg/ m 3 ) o objemu 2 litry potápí. Velikost vztlakové síly působící na tuto destičku je: přibližně 16 N přibližně 8 N přibližně 2 N přibližně 10 N odpověď: 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k g=0,001∙789∙10 N=7,89 N≐8 N v úloze jsou některé údaje navíc (nepotřebujeme je)

PLOVÁNÍ NESTEJNORODÝCH TĚLES Na dovolené máš možnost koupat se v bazénu s normální vodou nebo v moři ve slané vodě. Kde na tvé ponořené tělo působí větší vztlaková síla? v bazénu v moři v obou případech stejná ani v jednom případě na nás nepůsobí vztlaková síla [obr5]

PLOVÁNÍ NESTEJNORODÝCH TĚLES Ve vodě je u dna nádoby zcela ponořeno čerstvé vejce. Co se děje s vejcem, přidáváme-li postupně do vody sůl? nenastane žádná změna vejce bude měnit svou barvu vejce bude měnit svůj tvar vejce začne zvolna stoupat ke hladině

PLOVÁNÍ NESTEJNORODÝCH TĚLES Rozhodněte, kdy se těleso volně vznáší ve vodě. Gravitační síla, kterou Země působí na stejnorodé těleso, je v rovnováze se vztlakovou silou a platí: těleso je zcela ponořeno do vody těleso není zcela ponořeno do vody hustota látky, z níž je těleso, je větší než hustota kapaliny hustota látky, z níž je těleso, je menší než hustota kapaliny

PLOVÁNÍ NESTEJNORODÝCH TĚLES Dvě stejné dřevěné kostky ponoříme do vody a do oleje. Ve které kapalině se kostka ponoří více? ve vodě v oleji v obou se ponoří stejně ze zadaných informací nelze rozhodnout

PLOVÁNÍ NESTEJNORODÝCH TĚLES Jaký objem má voda vytlačená lodí o hmotnosti 300 t? 0,3 m 3 300 l 300 m 3 300 dm 3 odpověď: 𝐹´ vz = 𝐹 g 𝑉´ t 𝜌 k 𝑔= 𝑚 t 𝑔 /:𝑔 𝑉´ t 𝜌 k = 𝑚 t /: 𝜌 k 𝑉´ t = 𝑚 t 𝜌 k = 300 000 1 000 m 3 =300 m 3

Zdroje: [obr1]: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:GodfreyKneller-IsaacNewton-1689.jpg [obr2]: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Blaise_pascal.jpg [obr3]: http://lb.wikipedia.org/wiki/Fichier:Archimedes_(Idealportrait).jpg [obr4]: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Albert_Einstein_Head_Cleaned_N_Cropped.jpg [obr5]: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dead_sea_newspaper.jpg KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 7.ročník základní školy. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, spol. s r.o., 2004, Učebnice pro základní školy. ISBN 80-7196-265-1.