Název materiálu: ARCHIMÉDŮV ZÁKON – výklad učiva. VY_32_INOVACE_214 Název materiálu: ARCHIMÉDŮV ZÁKON – výklad učiva. Název dle číselného rozsahu: VY_32_INOVACE_214. Autor materiálu: Mgr. Bronislav Budík. Zařazení materiálu: Vzdělávací oblast : Člověk a příroda. Vzdělávací obor : Fyzika. Tematický okruh: Síla – (vztlaková síla, Archimédův z.). Ročník: 7. Metodické pokyny: Jsou uvedeny na jednotlivých listech, u každého cvičení. Datum vytvoření: 8.1.2013

VZTLAKOVÁ SÍLA Vztlaková síla vzniká jako důsledek tíhové síly. Díky hydrostatickému vztlaku plavou lodě, ponorky - rozdíl mezi vztlakovou silou a gravitační silou působící na těleso umožňuje popsat plování těles. Ryby jsou schopny pomocí vztlaku částečně řídit svůj pohyb vodou Díky aerostatickému vztlaku se vznáší balony či vzducholodě.. Hydrostatická vztlaková síla má důležitou roli při odvození Archimédova zákona.

Fvz Vpč . k . g Fvz = Vpč . k . g Fvz Fvz k = Vpč = k . g Vpč.g Fvz=1N…vztalková síla k=1kg/m3...hustota kapaliny Fvz Vpč=1m3 …objem ponořené části t. g=10N/kg …gravitační konstanta Vpč . k . g Fvz = Vpč . k . g Fvz Fvz k = Vpč = k . g Vpč.g

Vztlaková síla: je přímo úměrná objemu ponořené části tělesa – větší objem = větší vztlaková síla. (Po ponoření celého tělesa síla dále neroste.) je přímo úměrná hustotě kapaliny, ve které je těleso ponořeno. je přímo úměrná gravitační konstantě. nezávisí na množství kapaliny a tíze tělesa.

Archimédés ze Syrakus 3.století před naším letopočtem Syrakusy dnešní Sicílie (Velké Řecko) matematik, fyzik, astronom – filosof zakladatel hydrostatiky – Archimédův zákon konstruktér válečných strojů – katapult... zkonstruoval tzv. Archimédův šroub – slouží jako šnekové čerpadlo, mlýnek na maso... zabit římským vojákem po napadení Syrakus Archimédés http://cs.wikipedia.org/wiki/Archim%C3%A9des

Archimédés ze Syrakus Jeho objevy týkající se hustoty a vztlaku jsou tradovány i v anekdotické historce o zlaté koruně syrakuského krále. Archimédés možná použil princip vztlaku k ověření pravosti koruny. Podle Vitruvia si nechal král Hierón II. zhotovit novou zlatou korunu ve tvaru vavřínového věnce a požádal Archiméda, aby zjistil, je-li vyrobena z ryzího zlata, a zda do ní nepoctivý zlatník nepřidal méně ušlechtilé kovy. Archimédés musel vyřešit problém bez poškození koruny, takže ji nemohl přetavit do pravidelného geometrického tvaru, u kterého by mohl spočítat objem, z hmotnosti pak určit i jeho hustotu a porovnat s hustotou zlata. Řešení ho prý napadlo při koupeli, když si všiml, že hladina stoupla, když se ponořil do vody. Uvědomil si, že může využít nestlačitelnost vody, a ponoří-li korunu do nádoby naplněné vodou až po okraj, bude objem přeteklé vody rovný objemu koruny.Podle legendy vyskočil z koupele, zcela nahý probíhal syrakuskými ulicemi a volal „Heuréka“ (řecky: „εὕρηκα!“, což znamená „Nalezl jsem!“). Poté zjistil, že koruna byla vyrobena převážně ze zlata, ale bylo v ní přidáno i stříbro.

http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Archimedes_water_balance.gif

http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Silberwolf

Plavání těles v kapalině Důsledkem Archimédova zákona je různé chování těles v kapalině. Na těleso působí vztlaková síla Fvz a tíhová síla FG. Výslednice působících sil má směr síly větší a velikost rovnou rozdílu velikostí obou sil. Porovnáváme–li velikosti těchto sil, může nastat jeden ze tří případů: FG < Fvz, ρT < ρ – těleso plovena hladině FG > Fvz, ρT > ρ – těleso klesá ke dnu FG = Fvz, ρT = ρ – těleso se vznáší v kapalině. Tyto případy platí i pro ohraničený objem plynu anebo kapaliny. Olej plave na vodě, voda plave na rtuti.

http://www. techmania. cz/edutorium/art_exponaty. php http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=54656b7574696e79h&key=275

Výpočty vztlakové síly. Jak velká vztlaková síla působí na těleso ze železa, které je z poloviny ponořeno do sladké vody. Objem tělesa je 20litrů. V = 20l = 0,02m3 potom Vpč = 0,01m3 rk = 1000kg/m3 g = 10N/kg Fvz=?N Fvz = Vpč . rk . g = 0,01m3.1000kg/m3.10N/kg = 100N Na železné těleso působí vztlaková síla 100N.

Výpočty vztlakové síly. Jak hluboko se ponoří krychle ze dřeva, která má hustotu 700kg/m3. Strana krychle je 20cm. d = 20cm=0,2m potom V=a.a.a=0,2.0,2,0,2=0,008m3 rd = 700kg/m3 rk = 1000kg/m3 g = 10N/kg Fvz=?N těleso plave potom Fg=Fvz Vpč=?m3 potom d1=Vpč :a.a Fg = m.g = V.rk.g= 0,008m3.700kg/m3.10N/kg = 56N Vpč = Fvz: rk . g = 56N:1000kg/m3.10N/kg = 0,0056m3 d1 = Vpč: a . a = 0,0056m3:0,2m.0,2m = 0,14m = 14cm Dřevěná krychle se do vody ponoří 14cm. 6cm bude nad hladinou.