Výpočet tlakové síly ze známého tlaku a obsahu plochy Autor: Pavel Broža Datum: 1. 2. 2014 Cílový ročník: 7. Život jako leporelo, registrační číslo CZ.1.07/1.4.00/21.3763

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Tlak Téma: Výpočet tlakové síly Metodický list/anotace: prezentace slouží žákům jako návod s příklady k procvičení výpočtů tlakové síly s převody jednotek i bez převodů s použitím gravitační síly i bez ní. Může sloužit i rodičům jako manuál, když budou chtít svému dítěti pomoci pochopit učivo, pokud to nezvládne ve škole. Je možné využít prezentaci i v počítačové učebně, kde každý žák řeší úlohy svým tempem. V případě potřeby využívá pedagoga jako oporu, jestliže si s něčím neví rady. Výhodou je, že žák má ucelený návod vždy při ruce a může se k němu vrátit i ve chvíli, kdy si nemůže vzpomenout na správný postup nebo v době, kdy již nemá ručně psané poznámky z výuky nebo je má ve špatném stavu. Jazyk: český Očekávaný výstup: Speciální vzdělávací potřeby: žádné Druh učebního materiálu: prezentace s metodikou výpočtů Cílová skupina: žák Stupeň a typ vzdělávání: základní vzdělávání – druhý stupeň Typická věková skupina: 12–13 let Datum vytvoření: 1. 2. 2014

Výpočet tlakové síly – vzor 1 (tlak i obsah plochy v základních jednotkách) Osobní automobil působí jedním kolem na silnici tlakem 40 000 Pa. Jak velká je tlaková síla působící přes jedno kolo na silnici, když víš, že obsah stykové plochy jedné pneumatiky a silnice je 0,02 m2? správný vzorec 1 bod 1. Přečti si dobře zadání a vypiš co znáš a co máš spočítat. Můžeš si to nejdříve i podtrhnout v zadání příkladu, pak vypsat. 2. Napiš vzorec pro výpočet tlakové síly: 𝐹=𝑝∙𝑆 3. Dosaď do vzorce čísla za tlakovou sílu a obsah plochy a vypočítej výsledek. Nezapomeň u výsledku napsat i správnou jednotku! Všechny údaje zapisuj vždy pomocí značek fyzikálních veličin a nezapomeň na jednotky. p = 4 000 Pa S = 0,2 m2 F = ? Pa správné dosazení do vzorce 1 bod 𝐹=𝑝∙𝑆=4 000∙0,2=800 N správný výsledek 1 bod Počítání procvičuj bez kalkulačky. V písemkách Ti ji málokdy dovolím. Protože jsi dosazoval(a) tlak v pascalech Pa a obsah plochy v m2, vyjde Ti tlaková síla vždy v newtonech N! úplný a správný zápis 1 bod 4. Napiš odpověď celou větou včetně podmětu a přísudku. Auto působí na jedním kolem na silnici tlakovou silou 800 N. Tlak musíš dosazovat v pascalech Pa a obsah plochy v metrech čtverečných m2, tedy v základních jednotkách. Protože máš obě fyzikální veličiny zadané v základních jednotkách, nemusíš nic převádět. rozumná odpověď 1 bod (bez postupu neuznávám) 7. ročník

Příklady k procvičení dle vzoru 1 Jak velkou tlakovou silou působí slon na podlahu korby nákladního automobilu, kterým je převážen do ZOO. Slon vyvolává tlak 100 000 Pa. Obsah všech chodidel slona je 0,12 m2? F = 12 000 N Jak velkou tlakovou silou působí noha brankáře při výkopu na míč, jestliže noha působí tlakem  500 000 Pa a styková plocha nohy a míče je 0,001 m2? F = 500 N Jak velkou tlakovou silou působíš na hlavičku hřebíku při zatloukání, jestliže na hlavičku působí při úderu tlak 500 000 Pa a obsah stykové plochy kladiva a hlavičky hřebíku je 0,00001 m2 F = 5 N (Síla 5 N vyvolá na hlavičku hřebíku větší tlak něž slon na podlahu. To je díky velmi malému obsahu stykové plochy! Skoro až neuvěřitelné) Jaká maximální tlaková síla může působit na 1 dm2 mostu, jestliže tato plocha (1  dm2 = 0,01 m2) vydrží tlak 200 000 Pa? F = 2 000 N 7. ročník

Rozšiřující příklady 1 s převody jednotek Někdy nejsou tlaková síla a obsah plochy zadány v základních jednotkách. Před dosazením do vzorce je musíš nejdříve převést na základní jednotky. Nákladní automobil působí na silnici tlakem 700 kPa. Jak velká je tlaková síla, která tento tlak vyvolává, když víš, že obsah stykové plochy pneumatik se silnicí je 8 dm2? Výslednou sílu uveď v kilonewtonech. (Nápověda: tlak převeď na pascaly a obsah plochy na m2; výslednou sílu v N převeď na kN) F = 56 kN Jak velkou tlakovou sílou v kN působí slůně na podlahu korby nákladního automobilu, jestliže tato síla vyvolává tlak 65 kPa. Obsah všech chodidel slona je 400 cm2? F = 2,6 kN Jakou velkou silou zatloukáš hřebík s obsahem hlavičky 0,1 cm2, jestliže na hlavičku působíš při úderu tlakem 600 000 Pa? F = 6 N Jak velkou tlakovou silou působí kůň i s jezdcem na prkno dřevěného mostu jedním kopytem, jestliže tlak jediného kopyta je 0,2 MPa. Obsah kopyta je 0,6  dm2. Výsledek převeď na kN i MN. F = 1 200 N = ? kN = ? MN Převod jednotek tlaku a talkové síly 7. ročník

Rozšiřující příklady 2 7. ročník Někdy nestačí spočítat jen tlakovou sílu, ale je potřeba znát hmotnost tělesa, které působí tlakovou silou. Jako příklad poslouží příklady ze vzoru 1: Nákladní automobil působí na silnici tlakem 750 000 Pa. Jakou má auto hmotnost v kilogramech a tunách, když víš, že obsah stykové plochy pneumatik se silnicí je 0,08 m2? (Nápověda: postupuj podle návodu ve vzoru 1. Protože auto působí na silnici kolmo, je tlaková síla zároveň gravitační silou. Hmotnost tedy spočítáš ze známé gravitační síly. Když si nepamatuješ výpočet mrkni na návod výpočtu hmotnosti ze známe gravitační síly. Převeď hmotnost nákladního automobilu i na tuny.) F = 60 000 N; m = 6 t Jakou hmotnost v tunách má slůně, které působí na podlahu korby nákladního automobilu tlakem 65 000 Pa. Obsah všech chodidel slona je 0,05 m2? F = 3 250 N; m = 0,325t Jakou hmotnost má kladivo, kterým zatloukáš hřebík s obsahem hlavičky 0,00001 m2, jestliže na hlavičku působíš při úderu tlakem 450 000 Pa? F = 4,5 N; m = 0,45 kg Jakou maximální hmotnost udrží každý 1 dm2 mostu, jestliže tato plocha (1  dm2 = 0,01 m2) vydrží tlak 220 000 Pa? F = 2 200 N; m = 220 kg 7. ročník

Převodová řada obvyklých jednotek tlaku p a tlakové síly F ×1 000 000 ×1 000 000 ×1 000 ×1 000 ×1 000 ×1 000 MPa kN kPa MN N Pa ÷1 000 ÷1 000 ÷1 000 ÷1 000 ÷1 000 000 ÷1 000 000 zpět 7. ročník

Konec