SOUTEŽ - RISKUJ! Mechanické vlastnosti kapalin (2. část)

Prezentace na téma: "SOUTEŽ - RISKUJ! Mechanické vlastnosti kapalin (2. část)"— Transkript prezentace:

1 SOUTEŽ - RISKUJ! Mechanické vlastnosti kapalin (2. část)
Autor: RNDr. Kateřina Kopečná Gymnázium K. V. Raise, Hlinsko, Adámkova 55

2 Vztlaková síla působící na těleso v kapalině
Archimedův zákon Potápění, vznášení se a plování těles v kapalině Plování nestejnoro-dých těles 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000

3 Vztlaková síla působící na těleso v kapalině – za 1 000
Závaží o hmotnosti 600g zavěsíme na siloměr. Po ponoření závaží do vody siloměr ukazuje hodnotu 4N. Jak velkou silou je těleso nadlehčováno? 𝐹 vz = 𝐹 1 − 𝐹 2 =6N−4N=2N

4 Vztlaková síla působící na těleso v kapalině – za 2 000
Na horní stěnu krychle působí kapalina tlakovou silou 600N, na spodní stěnu krychle působí kapalina tlakovou silou 900N. Jak velká vztlaková síla působí na krychli? 𝐹 vz = 𝐹 2 − 𝐹 1 =900N−600N=300N

5 Vztlaková síla působící na těleso v kapalině – za 3 000
Ve které nádobě bude na stejné těleso působit největší vztlaková síla? v nádobě č. 1 v nádobě č. 2 v nádobě č. 3 ve všech nádobách bude vztlaková síla stejná

6 Vztlaková síla působící na těleso v kapalině – za 4 000
Dvě stejné ocelové kuličky jsou ponořeny do vody, první je hlouběji než druhá. Působí na obě kuličky stejná nebo různá vztlaková síla? Odpověď zdůvodni. Na obě kuličky působí stejná vztlaková síla. Velikost vztlakové síly nezávisí na hloubce tělesa v kapalině.

7 Vztlaková síla působící na těleso v kapalině – za 5 000
Na koncích rovnoramenné páky je zavěšen váleček z hliníku a z oceli. Páka je v rovnovážné poloze. Co se stane, jestliže ponoříme oba válečky do vody? Zdůvodni. Velikost vztlakové síly závisí na objemu ponořené části tělesa. Hliníkový váleček má větší objem, proto na něj působí větší vztlaková síla. Páka klesne na straně ocelového tělesa. hliník ocel

8 Archimedův zákon – za 1 000 Doplňte:
Velikost vztlakové síly závisí na: objemu ponořené části tělesa hustotě kapaliny gravitačním zrychlení

9 Archimedův zákon – za 2 000 Který z obrázků je portrét řeckého matematika, fyzika, filozofa a vynálezce Archimeda? obrázek č. 1 obrázek č. 3 obrázek č. 2 obrázek č. 4 [obr1] [obr2] [obr3] [obr4]

10 Archimedův zákon – za 3 000 Vyslov celé znění Archimedova zákona.
Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou 𝐹 vz , jejíž velikost je rovna gravitační síle 𝐹 g působící na kapalinu stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa.

11 Archimedův zákon – za 4 000 Krychle o hraně 1m je ponořena do jedné poloviny ve vodě. Jak velká vztlaková síla na krychli působí? 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k 𝑔 =0,5∙1 000∙10 N =5 000 N

12 Archimedův zákon – za 5 000 Jakou silou zvedneš kámen zcela ponořený ve vodě, je-li jeho hmotnost 10 kg a objem 4 dm 3 ? 𝐹= 𝐹 g − 𝐹 vz =𝑚𝑔− 𝑉 t 𝜌 k 𝑔 𝐹= 10∙10−0,004∙1000∙10 N=60 N

13 Potápění, vznášení se a plování těles v kapalině – za 1 000
Doplňte: Stejnorodé těleso je … … těleso, které je celé z téže látky a nejsou v něm dutiny.

14 Potápění, vznášení se a plování těles v kapalině – za 2 000
Co musí platit pro velikosti sil působících na těleso, aby těleso v kapalině stoupalo? 𝐹 vz > 𝐹 g

15 Potápění, vznášení se a plování těles v kapalině – za 3 000
Hliníkovou lžíci a parafínovou svíčku přidrž pod hladinou vody a poté je uvolni. Popiš a vysvětli výsledek pokusu. Hliníková lžíce klesá ke dnu (má větší hustotu než voda), parafínová svíčka stoupá k hladině (má menší hustotu než voda). [obr5] [obr6]

16 Potápění, vznášení se a plování těles v kapalině – za 4 000
Stejnorodé těleso má hmotnost 4 kg a objem 6 dm 3 . Rozhodněte, zda bude těleso ve vodě klesat ke dnu, vznášet se nebo plovat. 𝜌= 𝑚 𝑉 = 4 0,006 kg/ m 3 =667 kg/ m 3 <1000kg/ m 3

17 Potápění, vznášení se a plování těles v kapalině – za 5 000
Destička z hliníku o objemu 100 c m 3 se ve vodě potápí. Určete velikost gravitační síly, kterou Země působí na destičku, vztlakovou sílu, která na destičku působí, a rozhodněte, zda se destička opravdu potápí. 𝐹 g =mg=𝜌𝑉𝑔=2 700∙0,000 1∙10 N=2,7 N 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k 𝑔=0,000 1∙1 000∙10 N=1 N 𝐹 vz < 𝐹 g … destička se potápí

18 Plování nestejnorodých těles – za 1 000
Změní se ponor lodi (tj. hloubka, do které je loď ponořena), když vypluje z řeky do moře? Zdůvodni. Ano, ponor lodi se změní, protože se změní hustota kapaliny, ve které je loď ponořena. Ponor se zmenší, protože hustota slané mořské vody je větší než hustota „sladké“ vody, na loď tak působí větší vztlaková síla. [obr7]

19 Plování nestejnorodých těles – za 2 000
Uveď název přístroje na fotografii: hustoměr [obr8]

20 Plování nestejnorodých těles – za 3 000
Co se bude dít, ponoříme-li do vody čerstvé a zkažené vejce? čerstvé vejce stoupá ke hladině, zkažené klesá ke dnu čerstvé vejce klesá ke dnu, zkažené stoupá ke hladině obě vejce klesají ke dnu obě vejce stoupají vzhůru ke hladině Čerstvé vejce klesá ke dnu, protože jeho hustota je větší než hustota vody. Zkažené vejce stoupá ke hladině, protože postupně vysychalo, je tedy naplněno vzduchem a postupně i plyny vznikajícími při jeho kažení, jeho hustota je tak menší než hustota vody.

21 Plování nestejnorodých těles – za 4 000
Popiš mechanizmus ponořování a vynořování ponorky. Po stranách ponorky jsou umístěny komory, které se plní vodou nebo vzduchem. PONOŘENÍ: komory se plní vodou, roste gravitační síla působící na ponorku VYNOŘENÍ: stlačeným vzduchem se voda vytlačí [obr9]

22 Plování nestejnorodých těles – za 5 000
Jak velkou vztlakovou silou je nadlehčován chlapec o hmotnosti 35 kg, je-li celý zcela ponořen do vody? Průměrná hustota lidského těla je kg/ m 3 . 𝐹 vz = 𝑉 t 𝜌 k 𝑔= 𝑚 t 𝜌 t 𝜌 k 𝑔 𝐹 vz = ∙1000∙10 N 𝐹 vz ≐318 N [obr10]

23 Zdroje: [obr1]: [obr2]: [obr3]: [obr4]: [obr5]: [obr6]: [obr7]: [obr8]: [obr9]: [obr10]: KOLÁŘOVÁ, Růžena; BOHUNĚK, Jiří. Fyzika pro 7.ročník základní školy. 2. upravené vydání. Praha: Prometheus, spol. s r.o., 2004, Učebnice pro základní školy. ISBN