HYDROSTATICK TLAKOV SLA ZDENK HROMDKA Autorem materilu a

HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA ZDENĚK HROMÁDKA Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Zdeněk Hromádka. Dostupné z Metodického portálu www. rvp. cz, ISSN: 1802 -4785. Provozuje Národní pedagogický institut České republiky (NPI ČR).

PŘÍKLAD PROJEVU HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY KDYŽ SE POTOPÍME VE VODĚ DOSTATEČNĚ HLUBOKO, CÍTÍME BOLEST V UŠÍCH, JAK NÁM HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA TLAČÍ NA UŠNÍ BUBÍNKY.

CO JE TO HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA? • HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍ NA TĚLESA V KAPALINĚ. VZNIKÁ V DŮSLEDKU PŮSOBENÍ TÍHOVÉ SÍLY NA KAPALINU. • KDE SE MŮŽEME SETKAT S HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SILOU? • JAK OZNAČUJEME HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SÍLU? • JAKÁ JE JEDNOTKA HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY?

CO JE TO HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA? • HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍ NA TĚLESA V KAPALINĚ. VZNIKÁ V DŮSLEDKU PŮSOBENÍ TÍHOVÉ SÍLY NA KAPALINU. • KDE SE MŮŽEME SETKAT S HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SILOU? V KAPALINĚ. • JAK OZNAČUJEME HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SÍLU? • JAKÁ JE JEDNOTKA HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY?

CO JE TO HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA? • HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍ NA TĚLESA V KAPALINĚ. VZNIKÁ V DŮSLEDKU PŮSOBENÍ TÍHOVÉ SÍLY NA KAPALINU. • KDE SE MŮŽEME SETKAT S HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SILOU? V KAPALINĚ. • JAK OZNAČUJEME HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SÍLU? Fh. • JAKÁ JE JEDNOTKA HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY?

CO JE TO HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA? • HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍ NA TĚLESA V KAPALINĚ. VZNIKÁ V DŮSLEDKU PŮSOBENÍ TÍHOVÉ SÍLY NA KAPALINU. • KDE SE MŮŽEME SETKAT S HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SILOU? V KAPALINĚ. • JAK OZNAČUJEME HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SÍLU? Fh. • JAKÁ JE JEDNOTKA HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY? N (NEWTON).

NA ČEM ZÁVISÍ HYDROSRATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA? VYBERTE Z UVEDENÝCH FYZIKÁLNÍCH VELIČIN ČTYŘI, NA KTERÝCH SI MYSLÍTE, ŽE BY MOHLA PŘÍMO ZÁVISET VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY (TEDY SÍLY, KTERÁ NÁM POD VODOU TLAČÍ NA UŠNÍ BUBÍNKY): RYCHLOST POHYBU TĚLESA, DRÁHA, HUSTOTA KAPALINY, HLOUBKA, TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ, TEPLOTA PONOŘENÉHO TĚLESA, ČAS, OBSAH PLOCHY, NA KTEROU PŮSOBÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA

NA ČEM ZÁVISÍ HYDROSRATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA? VYBERTE Z UVEDENÝCH FYZIKÁLNÍCH VELIČIN ČTYŘI, NA KTERÝCH SI MYSLÍTE, ŽE BY MOHLA PŘÍMO ZÁVISET VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY (TEDY SÍLY, KTERÁ NÁM POD VODOU TLAČÍ NA UŠNÍ BUBÍNKY): RYCHLOST POHYBU TĚLESA, DRÁHA, HUSTOTA KAPALINY, HLOUBKA, TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ, TEPLOTA PONOŘENÉHO TĚLESA, ČAS, OBSAH PLOCHY, NA KTEROU PŮSOBÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA

JAK ZÁVISÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA NA TÍHOVÉM ZRYCHLENÍ? • HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA JE DŮSLEDKEM TÍHOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA KAPALINU. • NAPŘÍKLAD NA MĚSÍCI BY NA TĚLESO VE STEJNÉ KAPALINĚ A VE STEJNÉ HLOUBCE JAKO NA ZEMI PŮSOBILA MENŠÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA NEŽ NA ZEMI, PROTOŽE MÁ MĚSÍC MENŠÍ TÍHOVÉ ZRYCHLENÍ. • VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO JE PŘÍMO ÚMĚRNÁ VELIKOSTI TÍHOVÉHO ZRYCHLENÍ g.

JAK ZÁVISÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA NA HLOUBCE? • ČÍM HLOUBĚJI SE DO VODY POTOPÍME, TÍM VĚTŠÍ BUDEME MÍT PROBLÉM S TLAKOVOU SILOU PŮSOBÍCÍ NÁM NA UŠNÍ BUBÍNKY. • OBRÁZEK VPRAVO UKAZUJE EXPERIMENT, KTERÝ DOKAZUJE, ŽE HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA SE ZVĚTŠUJE S HLOUBKOU. • VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO JE PŘÍMO ÚMĚRNÁ HLOUBCE PONOŘENÍ TĚLESA.

JAK ZÁVISÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA NA HUSTOTĚ KAPALINY? • PŘEDSTAVME SI HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SÍLU PŮSOBÍCÍ NA DVOU NÁDOB. V PRVNÍ NÁDOBĚ JE VODA A V DRUHÉ JE RTUŤ, KTERÁ MÁ PŘIBLIŽNĚ TŘINÁCT A PŮL KRÁT VĚTŠÍ HUSTOTU NEŽ VODA. • JELIKOŽ HYDROSTATICKOU TLAKOVOU SÍLU VYVOLÁVÁ TÍHOVÉ POLE, DÁ SE USUZOVAT, ŽE VE STEJNÉ HLOUBCE BUDE NA STEJNÉ DNO PŮSOBIT VĚTŠÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA VE RTUTI. • VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY

JAK ZÁVISÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA NA OBSAHU PLOCHY? • VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA TĚLESO JE PŘÍMO ÚMĚRNÁ OBSAHU PLOCHY. KOLIKRÁT VĚTŠÍ BUDE OBSAH PLOCHY, NA KTEROU KAPALINA PŮSOBÍ, TOLIKRÁT BUDE VĚTŠÍ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA.

ODVOZENÍ VZTAHU PRO VÝPOČET VELIKOSTI HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY POZNÁMKY K ODVOZOVÁNÍ: • VELIKOST TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ V DŮSLEDKU TÍHOVÉHO POLE ZEMĚ NAPŘÍKLAD NA DNO NÁDOBY SE ROVNÁ VELIKOSTI TÍHOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA KAPALINU V NÁDOBĚ.

ODVOZENÍ VZTAHU PRO VÝPOČET VELIKOSTI HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY POZNÁMKY K ODVOZOVÁNÍ: • VELIKOST TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ V DŮSLEDKU TÍHOVÉHO POLE ZEMĚ NAPŘÍKLAD NA DNO NÁDOBY SE ROVNÁ VELIKOSTI TÍHOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA KAPALINU V NÁDOBĚ. • VELIKOST TÍHOVÉ SÍLY VYJÁDŘÍME ZNÁMÝM VZTAHEM.

ODVOZENÍ VZTAHU PRO VÝPOČET VELIKOSTI HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY POZNÁMKY K ODVOZOVÁNÍ: • VELIKOST TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ V DŮSLEDKU TÍHOVÉHO POLE ZEMĚ NAPŘÍKLAD NA DNO NÁDOBY SE ROVNÁ VELIKOSTI TÍHOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA KAPALINU V NÁDOBĚ. • VELIKOST TÍHOVÉ SÍLY VYJÁDŘÍME ZNÁMÝM VZTAHEM. • HMOTNOST SI VYJÁDŘÍME JAKO HUSTOTU KRÁT OBJEM.

ODVOZENÍ VZTAHU PRO VÝPOČET VELIKOSTI HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY POZNÁMKY K ODVOZOVÁNÍ: • VELIKOST TLAKOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ V DŮSLEDKU TÍHOVÉHO POLE ZEMĚ NAPŘÍKLAD NA DNO NÁDOBY SE ROVNÁ VELIKOSTI TÍHOVÉ SÍLY PŮSOBÍCÍ NA KAPALINU V NÁDOBĚ. • VELIKOST TÍHOVÉ SÍLY VYJÁDŘÍME ZNÁMÝM VZTAHEM. • HMOTNOST SI VYJÁDŘÍME JAKO HUSTOTU KRÁT OBJEM. • OBJEM SI VYJÁDŘÍME JAKO OBSAH PLOCHY KRÁT HLOUBKA.

VZTAH PRO VÝPOČET HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY, SHRNUTÍ:

SMĚR HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY • HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA PŮSOBÍ KOLMO NA STĚNY NÁDOBY A VŠECHNY PLOCHY PONOŘENÉ V KAPALINĚ.

EXPERIMENTY POUKAZUJÍCÍ NA EXISTENCI A SMĚR HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY • 1. ZNÁMÝ EXPERIMENT POUKAZUJÍCÍ NA ZÁVISLOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY NA HLOUBCE. KAPALINA JE VYTLAČOVÁNA Z DÍREK NÁDOBY V KOLMÉM SMĚRU VZHLEDEM K JEJÍM STĚNÁM. SÍLA PROUDU ZÁVISÍ NA HLOUBCE. • 2. POKUS S VOLNOU ZÁTKOU, KTERÁ UTĚSŇUJE PONOŘENÝ VÁLEC, UKAZUJE, ŽE HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA MŮŽE PŮSOBIT I SVISLE VZHŮRU A MÍT VĚTŠÍ VELIKOST NEŽ TÍHOVÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA ZÁTKU.

HYDROSTATICKÉ PARADOXON • VELIKOST HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY ZÁVISÍ TEDY NA TÍHOVÉM ZRYCHLENÍ, HLOUBCE, HUSTOTĚ KAPALINY A OBSAHU PLOCHY. • PROTO BY NÁS NEMĚLO PŘEKVAPIT, ŽE NEZÁLEŽÍ NA CELKOVÉM OBJEMU KAPALINY V NÁDOBĚ A ŽE NA OBĚ DNA NA OBRÁZKU, KTERÁ MAJÍ STEJNÉ OBSAHY PLOCH, PŮSOBÍ STEJNĚ VELKÁ HYDROSTATICKÁ TLAKOVÁ SÍLA (JE-LI V NÁDOBÁCH STEJNÁ KAPALINA A DNA JSOU VE STEJNÉ HLOUBCE).

HYDROSTATICKÁ SÍLA – ÚLOHY • NYNÍ PŘEJDEME DO APLIKACE MICROSOFT EXCEL, KDE MÁME ČTYŘI ÚLOHY. TŘI Z NICH JSOU ZAMĚŘENÉ NA PROCVIČOVÁNÍ URČOVÁNÍ VELIKOSTI HYDROSTATICKÉ SÍLY. POSLEDNÍ ČTVRTÁ JE ZAMĚŘENÁ NA PRÁCI V EXCELU (PŘESNĚJI NA TVORBU POČÍTADLA VELIKOSTI HYDROSTATICKÉ TLAKOVÉ SÍLY).