Digitální učební materiál Autor: Ing. Bronislav Sedláček Předmět/vzdělávací oblast: Fyzikální vzdělávání Tematická oblast: Mechanika Téma: Archimedův a Pascalův zákon Ročník: 1. Datum vytvoření: září 2013 Název: VY_32_INOVACE_13.3.16.FYZ Anotace: Tlak v kapalinách, Pascalův zákon, Archimedův zákon. 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.

Tlak v kapalinách Základní vlastností kapalin a plynů je tekutost. Ta je způsobena vzájemnou pohyblivostí jejich částic. Stav tekutiny v klidu charakterizuje veličina nazývaná tlak. Tlak p= 𝑭 𝑺 F je velikost tlakové síly. S je obsah plochy, na kterou síla kolmo působí. Jednotkou tlaku je pascal (Pa).

Pascalův zákon Podle Pascalova zákona je tlak vyvolaný vnější silou ve všech místech kapaliny stejný. Na libovolnou plochu v kapalině o obsahu S působí kolmo k ploše tlaková síla F = p.S

Pascalův zákon Pokud naplníme skleněnou baňku s postranními otvory vodou a působíme na píst tlakovou silou F, pak bude voda vystřikovat stejně prudce všemi otvory a to vždy kolmo ke stěnám baňky. Z toho tedy usuzujeme, že tlak vyvolaný v kapalném tělese vnější silou je ve všech místech kapaliny stejný.

Pascalův zákon Tlak vyvolaný vnější silou, která působí na kapalinu v uzavřené nádobě, je ve všech místech kapaliny stejný.

Pascalův zákon Z výše uvedeného vyplývá, že tento tlak závisí jen na velikosti této síly a na obsahu plochy, na kterou síla působí. Nezávisí na objemu a hustotě kapaliny. Pascalův zákon je platný také pro plyny. Například když nahustíme pneumatiku kola, napínají se její stěny ve všech směrech stejně, i když tlakem vháníme vzduch jen jedním směrem.

Pascalův zákon v praxi Tento zákon uplatňujeme zejména v technické praxi u hydraulických a pneumatických zařízení. Hydraulické zařízení - jeho hlavní části tvoří dvě válcové nádoby nestejného průřezu spojené u dna trubicí. Oba válce, jež jsou uzavřeny písty, i spojovací trubice jsou naplněny kapalinou.

Pascalův zákon v praxi Pokud působíme na užší píst o obsahu 𝑆 1 tlakovou silou 𝐹 1 , pak vyvolá tato síla v kapalině tlak 𝑝= 𝐹 1 𝑆 1 . Jelikož je tlak ve všech místech kapaliny stejný, proto na širší píst o obsahu 𝑆 2 působí kapalina silou 𝐹 2 .

Pascalův zákon v praxi Z tohoto vyplývá, že na širší píst působí kapalina tolikrát větší silou, než je síla působící na užší píst, kolikrát je obsah průřezu širšího pístu větší než obsah užšího pístu. Síla působící na širší píst je mnohonásobně větší, než síla působící na užší píst. Tuto zákonitost využíváme u hydraulických lisů, zvedáků a brzd automobilů.

Archimedův zákon Těleso zcela ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořeného tělesa. Důsledkem působení tohoto zákona je různé chování těles v kapalině. Na každé těleso ponořené v kapalině působí dvě síly: - svisle dolů tíhová síla Fg - svisle vzhůru vztlaková síla Fvz

Archimedův zákon Je-li vztlaková síla menší než tíhová síla působící na těleso, pak těleso v kapalině klesá ke dnu. Je-li větší, pak těleso stoupá vzhůru, a je-li stejná, pak se těleso vznáší na stejném místě. Tlak vyvolaný tíhou kapaliny nazýváme hydrostatický tlak.

Archimedův zákon V hloubce h pod volným povrchem kapaliny je hydrostatický tlak 𝑝 ℎ = ϱ.h.g, kde ϱ je hustota kapaliny, g je tíhové zrychlení. Z toho je tedy jasné, že hustota kapaliny je důležitým prvkem ovlivňujícím hydrostatický tlak.

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.