Mechanick vlastnosti kapalin opakovn Vypracovala Mgr Monika Schubertov
Mechanické vlastnosti kapalin - opakování Vypracovala: Mgr. Monika Schubertová
1. ZNÁŠ ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI KAPALIN ? neustálý neuspořádaný pohyb částic jsou tekuté gravitační síla způsobuje vodorovnou hladinu nemají svůj tvar, přizpůsobují se tvaru nádoby mají stálý objem, jsou téměř nestlačitelné snadno dělitelné na menší části elektrický proud ve vodivých kapalinách je způsoben ionty teplo se v kapalinách může šířit prouděním
Kapalina neboli kapalná látka je jedno ze skupenství látek, při kterém jsou částice látky relativně blízko sebe, ale nejsou vázány v pevných polohách a mohou se pohybovat v celém objemu.
Tlak v kapalině Tlak p je fyzikální veličina, která charakterizuje stav tekutiny v klidu.
Tlak v tekutinách může být vyvolán: A) vnější silou prostřednictvím pevného tělesa, které je s tekutým tělesem v přímém styku B) účinkem gravitační síly Země na kapalinu
A) Vnější silou prostřednictvím pevného tělesa Pokus (vlastními slovy) Výsledky pokusu shrnuje Pascalův zákon: Působením vnější tlakové síly kolmo na povrch kapaliny v uzavřené nádobě vznikne ve všech místech kapaliny stejný tlak
JAK URČÍME TLAK V KAPALINĚ PODLE PASCALOVA ZÁKONA? p = F : S F = tlaková síla S = plocha pístu
JAK PRACUJÍ HYDRAULICKÁ ZAŘÍZENÍ? Pascalův zákon je základem hydraulických zařízení, která využívají přenosu tlaku a tím i tlakové síly od jednoho pístu k druhému. Velikostí pístu se dá ovlivnit i velikost tlakové síly
JAK LZE VYJÁDŘIT PASCALŮV ZÁKON NA HYDRAULICKÉM ZAŘÍZENÍ? F 1 : S 1 = F 2 : S 2 Kolikrát je obsah plochy velkého pístu větší než obsah plochy malého, tolikrát větší síla působí na velký píst než na malý píst.
B) účinkem gravitační síly Země 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.
JAK URČÍME VELIKOST TLAKOVÉ SÍLY ? Tlaková síla roste s hloubkou, závisí na obsahu plochy, na kterou kapalina působí a hustotě kapaliny F = S. h. ρ. g
CO JE HYDROSTATICKÝ PARADOX? Velikost hydrostatické tlakové síly závisí na hustotě kapaliny, na obsahu dna a na hloubce pod volným povrchem kapaliny. Nezávisí na tvaru a celkovém objemu kapalného tělesa.
NA ČEM ZÁVISÍ HYDROSTATICKÝ TLAK? Hydrostatický tlak v kapalině roste s hloubkou h pod hladinou. Ve stejné hloubce je větší hydrostatický tlak v kapalině s větší hustotou ρ.
O působícím tlaku v kapalině se můžeme přesvědčit jednoduchým pokusem. Trubičku ponoříme do kapaliny, s rostoucí hloubkou se voda stále více prohýbá do dna trubice. K měření tlaku se používají manometry
Volná hladina Místa o stejném hydrostatickém tlaku se nazývají hladiny. Hladina o nulovém hydrostatickém tlaku je na volném povrchu kapaliny a nazývá se volná hladina.
Na základě hydrostatického tlaku lze vysvětlit podstatu spojených nádob. Spojené nádoby jsou nádoby, které jsou u dna spojeny trubicí. Jejich tvar může být jakýkoli. Nalijeme-li do těchto nádob kapalinu o stejné hustotě, pak se hladina ve všech nádobách ustálí ve stejné výšce h nad společným dnem. Je to způsobeno důsledkem Pascalova zákona - ve všech místech kapaliny je stejný tlak. U dna tedy bude tlak ph = ρ × h × g, ρ a g jsou stejné, proto musí být i stejná výška h.
Vztlaková síla v kapalinách Tělesa, která ponoříme do kapaliny, nadlehčuje vztlaková síla Fvz, která je důsledkem hydrostatického tlaku kapaliny. Má opačný směr než gravitační síla, směřuje vzhůru. Jejich výslednice je vztlaková síla Fvz = Fg - F
JAK VYPOČÍTÁME VELIKOST VZTLAKOVÉ SÍLY ? Fvz = V. ρ. g Tento poznatek vyjadřuje Archimédův zákon.
Archimédův 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
Důsledkem Archimédova zákona je různé chování těles v kapalině. Mohou nastat tři případy: 1. těleso plove ρ t < ρ k => Fvz > FG Výslednice sil F směřuje nahoru a těleso stoupá k volné hladině kapaliny. Jakmile jí dosáhne, částečně se vynoří a ustálí se v takové poloze, že tíhová síla FG je v rovnováze se vztlakovou silou. Takto se chová např. dřevěný špalek ve vodě.
2. těleso se v kapalině volně vznáší ρ t = ρ k => Fvz = FG Výslednice sil F = 0, těleso se v kapalině vznáší. Ve vodě se vnášejí např. ryby a mořští živočichové.
3. těleso klesá ke dnu ρ t > ρ => Fvz < FG Výslednice sil F směřuje dolů a těleso klesá ke dnu. Takto se chovají např. kovové předměty ve vodě.
Při plování tělesa v kapalině se vynoří taková část tělesa, že gravitační síla Fg a vztlaková síla Fvz působící na těleso jsou v rovnováze.
Těleso plovoucí v různých kapalinách se ponoří tím větší částí svého objemu do kapaliny, čím menší je hustota kapaliny. Tohoto poznatku se využívá při měření hustoty kapalin:
Důležité pojmy základní vlastnosti kapalin, tlak v kapalině, Pascalův zákon, hydraulická zařízení, vyjádření Pascalova zákona na hydraulických zařízeních, tlaková síla kapaliny, hydrostatický paradox, hydrostatický tlak, volná hladina, spojené nádoby, vztlaková síla, Archimedův zákon, potápění, plování a vznášení těles, měření hustoty kapalin, hustoměr
Otázky k zopakování: Jakou vlastnost nemůžeš přisoudit kapalinám? A) tekutost C) můžeme je dělit na menší části B) stlačitelnost D) teplo se v nich šíří prouděním Jak určíme tlak podle Pascalova zákona? A) p = F : S C) p = F. S B) p = h. r. G D) p = Shrg
Otázky k opakování: Na čem závisí hydrostatický tlak? A) na hloubce a tvaru nádoby B) na hustotě kapaliny a tvaru nádoby C) na hloubce pod hladinou a hustotě kapaliny D) na hloubce pod hladinou a vztlakové síle Na píst o obsahu 2 cm 2 působí tlaková síla 10 N. Jak velký je tlak v kapalině? A) 50 Pa C) 5 Pa B) 50 k. Pa D) 5 N
Zdroje: Fyzika pro 7. ročník základní školy, Prometheus, Praha 2001
- Slides: 28