19. Vztlaková síla, Archimedův zákon

Prezentace na téma: "19. Vztlaková síla, Archimedův zákon"— Transkript prezentace:

1 19. Vztlaková síla, Archimedův zákon
Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Anna Červinková Název prezentace (DUMu): 19. Vztlaková síla, Archimedův zákon Název sady: Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař Ročník: 1. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/ Datum vzniku: Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

2 Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1
Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům prvních ročníků technických oborů základní poznatky z daných odvětví fyziky. Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na objasnění chování těles v tekutinách v závislosti na jejich hustotě

3 Vztlaková síla Je příčinou nadlehčování těles v tekutinách
Vzhledem k malé hustotě je v plynech vztlaková síla mnohem menší Značka: Fvz Jednotka: N (Newton)

4 Platí: Fvz = V·ρ·g V – objem ponořené části tělesa ρ – hustota kapaliny g – gravitační konstanta Směr síly je svisle vzhůru Je příčinou nadlehčování těles v tekutinách Vzhledem k malé hustotě je v plynech vztlaková síla mnohem menší než v kapalinách

5 Odvození vzorce pro vztlakovou sílu
Na všechny stěny kvádru působí tlakové síly Na boční stěny působí síly stejně velké, opačného směru, proto se jejich účinek ruší V S h1 h2 h Fo F2 F1 F´o

6 Na horní podstavu působí tlaková síla F1 = S·h1·ρ·g
Na dolní podstavu působí tlaková síla F2 = S·h2·ρ·g Výslednicí těchto dvou sil je síla Fvz = V·ρ·g nazývaná vztlaková síla V S h1 h2 h Fo F2 F1 F´o

7 Archimedův zákon Objevil ve 3. století př. n. l. řecký učenec Archimedes Vychází ze skutečnosti, že tělesa při ponoření do kapaliny vytlačí stejný objem kapaliny, jako je objem ponořených těles

8 Znění Archimedova zákona
Těleso ponořené do kapaliny je nadnášeno silou, která se rovná tíze kapaliny o stejném objemu, jako je objem ponořené části tělesa Na těleso ponořené do kapaliny působí svisle vzhůru vztlaková síla

9 Příklad 1 a řešení Určete, jak velká síla nadlehčuje ve vodě kámen o objemu 15 dm3

10 Příklad 2 Určete, jak velkou silou zvedneme ve vodě kámen o objemu 6000cm3, je-li jeho hmotnost 15 kg.

11 Řešení příkladu 2

12 Příklad 3 Žulová kostka o hraně délky 1 dm a hmotnosti 2,5 kg je zcela ponořena do vody. Určete, jak velkou tlakovou silou je nadlehčována a jakou silou působí na dno nádoby.

13 Řešení příkladu 3

14 Chování těles v kapalinách
Závisí na hustotě kapaliny a tělesa Rozlišujeme tři základní možnosti: klesá ke dnu, vznáší se a stoupá k hladině Těleso stoupá k hladině až do doby, než se vyrovná tíhová a vztlaková síla

15 Těleso stoupá k hladině
Těleso klesá ke dnu Fvz < FG ρk < ρt Těleso se vznáší Fvz = FG ρk = ρt Těleso stoupá k hladině FG< Fvz ρt<ρk FG Fvz FG Fvz FG Fvz

16 Příklad a řešení Určete, jaká část objemu ledové kry vyčnívá nad hladinu moře, je-li hustota ledu 920 kg/m3 a hustota mořské vody je 1020 kg/m3 Pod vodou je 90 % objemu kry, 10 % je tedy pod vodou.

17 Závěrečný test Skupina A
Jak se chová ve vodě těleso o hustotě 994kg/m3 a proč? Kdy budeme potřebovat na zvednutí kamene větší sílu, ve vodě, nebo ve rtuti o hustotě kg/m3 a proč? Napište Archimedův zákon Určete sílu, kterou zvedneme z vody těleso o hmotnosti 16 kg a objemu 7 dm3

18 Skupina B Jak se chová ve vodě těleso o hustotě 7900kg/m3 a proč? Kdy budeme potřebovat na zvednutí kamene větší sílu, ve vodě, nebo ve benzínu o hustotě 700 kg/m3 a proč? Napište Archimedův zákon Určete sílu, kterou zvedneme z vody těleso o hmotnosti 75 kg a objemu 5 m3

19 Odpovědi Skupina A Stoupá k hladině, protože má menší hustotu než voda
Ve vodě, protože ve vodě působí na těleso menší vztlaková síla Těleso ponořené do kapaliny je nadnášeno silou, která se rovná tíze kapaliny o stejném objemu, jako je objem ponořené části tělesa Fvz = 88,29 N

20 Skupina B Klesá ke dnu, protože má větší hustotu než voda V benzínu, protože v benzínu působí na těleso menší vztlaková síla Na těleso ponořené do kapaliny působí svisle vzhůru vztlaková síla Fvz = 686,7 N

21 Seznam zdrojů pro textovou část
LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1.díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995 SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 LEPIL, O. a kol. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995 BEDNAŘÍK, M. a kol. Fyzika I pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984

22 Seznam zdrojů pro použité obrázky
Snímek 7 - [ ]. Dostupný pod licencí  public domain na WWW: