Vztlaková síla Ing. Jan Havel

ANOTACE Kód EVM: K_INOVACE_2.FY.23 Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/01.0050 Vytvořeno: červenec 2013 Ročník: 2. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), Anotace: Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Mechanické vlastnosti kapalin Materiál slouží k výkladu nauky o vztlakové síle. Ve výkladové části žáky seznamuje s příčinami vzniku vztlakové síly a na schematických nákresech seznamuje s jejími vlastnostmi. Učivo je ověřeno závěrečnými otázkami a příkladem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

Vztlaková síla Zkušenost - každé těleso ponořené do kapaliny se zdá lehčí než na vzduchu: Na čem závisí tato nadlehčující síla? Porovnejte nadlehčující sílu ve sladké a mořské vodě – jsou tyto síly stejné? [1]

Vztlaková síla Příčina – na těleso ponořené do kapaliny působí ze všech stran hydrostatický tlak Větší hloubka  větší tlak, takže na spodní část tělesa působí větší tlak Výslednice síly působící na spodní a horní plochu tělesa je vztlaková síla Tlakové síly působící na boky tělesa se vzájemně vyruší

Výpočet vztlakové síly Výslednou sílu určíme jako rozdíl sil F1 a F2 𝐹 𝑣 = 𝐹 2 − 𝐹 1 = Síly F1 a F2 jsou hydrostatické: ℎ 2 𝜌𝑔𝑆− ℎ 1 𝜌𝑔𝑆= = 𝜌𝑔𝑆 ℎ 2 − ℎ 1 = =𝜌𝑔𝑆∆ℎ Součin plochy podstavy a výšky tělesa je jeho objem: 𝐹 𝑣𝑧 =𝜌𝑔𝑉

Vztlaková síla Vztlaková síla tedy závisí pouze na: Objemu tělesa Druhu kapaliny, vyjádřeném hustotou kapaliny Gravitačním působení vyjádřeném gravitačním zrychlením g Vztlaková síla nezávisí na: hloubce, v jaké je těleso ponořené tvaru tělesa Materiálu, ze kterého je těleso vyrobeno (nezávisí na hustotě tělesa) Působí vždy opačným směrem něž gravitační síla

Archimédův zákon Vlastnosti vztlakové síly poprvé formuloval Archimedes ze Syrakus Údajně si tyto vlastnosti uvědomil při koupeli a objev jej uvedl do takového transu, že pobíhal nahý po městě s výkřikem „Heuréka“ („Našel jsem“) Zákon je pojmenovaný po svém objeviteli: [2] Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčované silou, která se rovná tíze kapaliny stejného objemu jako je ponořená část tělesa

Archimedes Archimédés ze Syrákús (287 před n. l. – 212 před n. l.  zabit při obraně Syrákús) Řecký matematik, fyzik (mechanik, vynálezce), astronom a filozof. Patřil k nejvýznamnějším matematikům a inženýrům starověku. Položil základy statiky a vědecké hydrostatiky (Archimédův zákon) [3]

Vztlaková síla v plynech Archimédův zákon platí i v plynech  hustota plynů v porovnání s kapalinami je velice malá a proto i vztlaková síla v kapalinách je mnohem menší než v kapalinách Vztlaková síla v plynech umožňuje například let horkovzdušných balónů nebo vzducholodí [4]

Výpočet vztlakové síly Urči vztlakovou sílu, která působí na člověka ponořeného ve vodě. Přibližný objem lidského těla je 68 l, hustota vody je 1000 kg.m-3. [5]

Otázky k opakování Formuluj Archimédův zákon Na čem závisí vztlaková síly? Kterým směrem působí vztlaková síly Vysvětli, proč se v mořské vodě snadněji plave a je obtížnější se ponořit do hloubky Napiš vzorec pro výpočet vztlakové síly Oprav chyby v Archimédově zákoně: Na některá tělesa ponořená do kapaliny působí velká síla

Zdroje a použitá literatura [1] NEZNÁMÝ. Wikipedia [online]. [cit. 8.7.2013]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Sinkin_in_the_Bathtub_(still).jpg [2] NEZNÁMÝ. Wikipedia [online]. [cit. 8.7.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Archimede_bain.jpg [3] FETTI, Domenico. Wikipedia [online]. [cit. 8.7.2013]. Dostupný na WWW: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Domenico-Fetti_Archimedes_1620.jpg [4] GAVIOLI, Tommaso. Wikipedia [online]. [cit. 8.7.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mister_Bup_the_Turtle_(Ferrara_Balloons_Festival,_2007).jpg [5] NEZNÁMÝ. Wikipedia [online]. [cit. 8.7.2013]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Scuba_diving_elba.jpg NEZNÁMÉ. Vztlaková síla v kapalině [online]. [cit. 3.7.2013]. Dostupný na WWW: http://www.fyzika007.cz/mechanika/vztlakova-sila-v-kapalinach-a-plynech---archimeduav-zakon-1 Není-li uvedeno jinak, jsou obrazové materiály dílem autora, vytvořené v open-source sw Inkscape, případně jde o fotografie pořízené autorem materiálu