Mechanické vlastnosti kapalin
Základní vlastnosti kapalin
- jsou tekuté (kapaliny můžeme přelévat)
- mění snadno svůj tvar (přizpůsobují se tvaru nádoby) – kapaliny se skládají z částic, které jsou v neustálém a neuspořádaném pohybu, ty snadno mění svou polohu, mohou se snadno po sobě posouvat
- ponecháme-li kapaliny v klidu, ustálí se vodorovná hladina – působení gravitační síly Země
- mají stálý objem, jsou téměř nestlačitelné – částice kapalin jsou ve srovnání s částicemi plynu velice blízko sebe
- jsou snadno dělitelné na menší části – lze je rozprášit na menší kapičky, každá kapička přitom obsahuje ještě obrovský počet částic
Tlak v kapalinách může být vyvolán:
- působením vnější síly na povrch kapaliny v uzavřené nádobě
- účinkem gravitační síly Země na kapalinu
1.
Pascalův zákon (popisuje chování kapaliny v uzavřené nádobě)
Působením vnější tlakové síly na povrch kapaliny v uzavřené nádobě vznikne ve všech místech kapaliny stejný tlak.
Tlak v kapalině podle Pascalova zákona vypočteme ze vztahu:
p ….. tlak …..[Pa]
F ….. síla ….. [N]
S ….. plocha ….. [m2]
2.
V důsledku působení gravitační síly Země působí kapalina v nádobě v klidu TLAKOVOU SILOU kolmo na dno nádoby, na stěny nádoby a na plochy ponořené v kapalině.
Velikost tlakové síly vypočteme podle vzorce:
F ….. tlaková síla ….. [N]
S ….. obsah plochy ….. [m2]
h ….. hloubka kapaliny ….. [m]
ρ ….. hustota kapaliny ….. [kg/m3]
g ….. gravitační zrychlení ….. [10 N/kg]
Tlaková síla kapaliny se zvětšuje s hloubkou a závisí na hustotě kapalin.
Hydrostatický tlak
(hydro znamená vodní, statický znamená v klidu)
Je vyvolán tlakovou silou v klidné kapalině.
Hydrostatický tlak v kapalině (stejně jako tlaková síla F) roste s hloubkou h pod hladinou.
Ve stejné hloubce je větší hydrostatický tlak v kapalině s větší hustotou ρ.
Pro hydrostatický tlak ph platí vzorec:
ph ….. hydrostatický tlak ….. [Pa]
h ….. hloubka kapaliny ….. [m]
ρ ….. hustota kapaliny ….. [kg/m3]
g ….. gravitační zrychlení ….. [10 N/kg]
Vztlaková síla působící na těleso v kapalině
Těleso ponořené do kapaliny je nadnášeno silou, která má opačný směr než síla Fg (gravitační síla).
Tato síla se nazývá vztlaková síla a značí se Fvz.
Vypočítáme ji pomocí rovnice:
Fvz ….. vztlaková síla ….. [N]
Fg ….. gravitační síla ….. [N]
Vztlaková síla působící na těleso ponořené do kapaliny, má tedy opačný směr než síla gravitační a závisí na objemu ponořené části tělesa a na hustotě kapaliny.
ARCHIMEDŮV ZÁKON
Na těleso ponořené do kapaliny působí svisle vzhůru vztlaková síla.
Velikost vztlakové síly Fvz se rovná velikosti gravitační síly Fg působící na kapalinu stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa.
Fvz ….. vztlaková síla ….. [N]
V ….. objem ponořené části tělesa ….. [m3]
ρk ….. hustota kapaliny ….. [kg/m3]
g ….. gravitační zrychlení ….. [10 N/kg]
Růžena KOLÁŘOVÁ, Jiří BOHUNĚK: Fyzika pro 7. ročník základní školy, dotisk 2. vydání, Havlíčkův Brod: nakladatelství Prometheus, spol. s.r.o., 2016. ISBN 978-80-7196-265-6
