Archimedův zákon Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je PaedDr. Pavel Kovář Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUM Název školy a adresaStřední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ /3 AutorPaedDr. Pavel Kovář Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-In-F/1-MA-3/9 Název DŮMArchimedův zákon Stupeň a typ vzděláváníStředoškolské vzdělávání Kód oboru RVP36-52-H/01 Obor vzděláváníInstalatér Vyučovací předmětFyzika Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 15 – 16 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: podpora výkladu učitele o Archimedově zákonu, objasňuje pojem vztlak a vztlaková síla Vybavení, pomůckyDataprojektor Klíčová slovaHydrostatická vztlaková síla, vztlak, Archimedův zákon Datum

Archimedův zákon Copyright Kovář Pavel

Objasnění pojmu VZTLAKOVÁ SÍLA Síla, která působí na horní podstavu, je menší (menší sloupec kapaliny), než síla působící na dolní podstavu ponořeného tělesa. Odečteme-li oba vektory od sebe, (síly působí v jedné přímce) zůstane nám výslednice, jejíž velikost a orientace představuje vztlakovou sílu. Výslednice (vztlaková síla) směřuje vzhůru a je rozdílem velikosti obou působících sil. Obr. 1

Zjednodušené schéma vzniku vztlakové síly směřující vzhůru k hladině F VZ F síla působící na dolní podstavu síla působící na horní podstavu počátek vektoru vztlakové síly Vztlaková síla v kapalině působí vždy směrem vzhůru, hustota tělesa a hustota kapaliny těleso obklopující nemají na tento jev žádný vliv. Hustota tělesa v kapalině a velikost vztlakové síly však umožňují existenci: - plování tělesa (hustota tělesa je menší než hustota kapaliny) - vznášení se tělesa v kapalině (hustota tělesa i kapaliny jsou shodné) - pokles tělesa ke dnu (hustota tělesa je vyšší než hustota kapaliny)

Podmínky plování těles Obr 2

Plyne z definičního vztahu pro tlak Dosazujeme za hydrostatický tlak Rozdíl výšek podstav tělesa (proto při odvozování volíme pravidelné geometrické těleso – zpravidla válec, nebo kvádr) představuje výšku ponořeného tělesa. Výška násobená plochou podstavy představuje objem. Z toho plyne, že: Velikost vektoru hydrostatické vztlakové síly je roven součinu hustoty kapaliny, tíhového zrychlení a velikosti objemu ponořené části tělesa.

Příklad: Určete hmotnost hydroplánu, jehož plováky jsou ponořeny z 15 % svého objemu. Plovák považujme v tomto přiblížení za válec o délce 6 m a průměru 1 m. (Pozor, plováky jsou zde dva). Vodu vnímejme jako ideální kapalinu o hustotě kg/m [m =1400kg] Obr. 4 Ze břehu k parníku vede ponton z 6 dvousetlitrových sudů. Bezpečnostní předpisy povolují, aby byl ponton ponořen maximálně z 35 %. Stanovená „bezpečná hmotnost člověka“ je 90 kg a povolená hmotnost zavazadla dovoluje u každé osoby mít batoh o hmotnosti 15 kg. Kolik osob může stát při přechodu ze břehu na loď v jeden okamžik na tomto pontonu? K řešení použijte Archimedova zákona, vodu považujte za ideální kapalinu o tabulkové hustotě kg/m [3 osoby] 3 Obr. 3

Zamysli se nad hmotností lodí a nosností mostu. Oba konce vodního mostu končí rozsáhlou vodní plochou. Pokud by se voda vypustila a lodi dosedly na dno vodního mostu, most by mohl pod jejich tíhou spadnout. Situaci na obrázku vysvětli na základě znalosti Archimedova zákona. Elbe Water Bridge Obr. 5

Obr. 1: vlastní Obr. 2: vlastní Obr. 3: vlastní Obr. 4: vlastní Obr. 5: WhiteDragon. Elbe Water Bridge. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online] [cit ]. Dostupné z: Seznam obrázků:

Seznam použité literatury:

Děkuji za pozornost