VY32INOVACE214 Nzev materilu ARCHIMDV ZKON vklad uiva Nzev

VY_32_INOVACE_214 Název materiálu: ARCHIMÉDŮV ZÁKON – výklad učiva. Název dle číselného rozsahu: VY_32_INOVACE_214. Autor materiálu: Mgr. Bronislav Budík. Zařazení materiálu: o Vzdělávací oblast : Člověk a příroda. o Vzdělávací obor : Fyzika. o Tematický okruh: Síla – (vztlaková síla, Archimédův z. ). o Ročník: 7. Metodické pokyny: Jsou uvedeny na jednotlivých listech, u každého cvičení. Datum vytvoření: 8. 1. 2013

VZTLAKOVÁ SÍLA • Vztlaková síla vzniká jako důsledek tíhové síly. • Díky hydrostatickému vztlaku plavou lodě, ponorky - rozdíl mezi vztlakovou silou a gravitační silou působící na těleso umožňuje popsat plování těles. Ryby jsou schopny pomocí vztlaku částečně řídit svůj pohyb vodou • Díky aerostatickému vztlaku se vznáší balony či vzducholodě. . • Hydrostatická vztlaková síla má důležitou roli při odvození Archimédova zákona.

Fvz=1 N k=1 kg/m 3 Vpč=1 m 3 g=10 N/kg …vztalková síla F . . . hustota kapaliny vz …objem ponořené části t. …gravitační konstanta V. . g F = V. . g Fvz F k = V = . g k V. g pč vz k pč k vz pč pč

Vztlaková síla: • je přímo úměrná objemu ponořené části tělesa – větší objem = větší vztlaková síla. (Po ponoření celého tělesa síla dále neroste. ) • je přímo úměrná hustotě kapaliny, ve které je těleso ponořeno. • je přímo úměrná gravitační konstantě. • nezávisí na množství kapaliny a tíze tělesa.

Archimédés ze Syrakus • 3. století před naším letopočtem • Syrakusy dnešní Sicílie (Velké Řecko) • matematik, fyzik, astronom – filosof • zakladatel hydrostatiky – Archimédův zákon • konstruktér válečných strojů – katapult. . . • zkonstruoval tzv. Archimédův šroub – slouží jako šnekové čerpadlo, mlýnek na maso. . . • zabit římským vojákem po napadení Syrakus Archimédés http: //cs. wikipedia. org/wiki/Archim%C 3%A 9 des

Archimédés ze Syrakus Jeho objevy týkající se hustoty a vztlaku jsou tradovány i v anekdotické historce o zlaté koruně syrakuského krále. Archimédés možná použil princip vztlaku k ověření pravosti koruny. Podle Vitruvia si nechal král Hierón II. zhotovit novou zlatou korunu ve tvaru vavřínového věnce a požádal Archiméda, aby zjistil, je-li vyrobena z ryzího zlata, a zda do ní nepoctivý zlatník nepřidal méně ušlechtilé kovy. Archimédés musel vyřešit problém bez poškození koruny, takže ji nemohl přetavit do pravidelného geometrického tvaru, u kterého by mohl spočítat objem, z hmotnosti pak určit i jeho hustotu a porovnat s hustotou zlata. Řešení ho prý napadlo při koupeli, když si všiml, že hladina stoupla, když se ponořil do vody. Uvědomil si, že může využít nestlačitelnost vody, a ponoří-li korunu do nádoby naplněné vodou až po okraj, bude objem přeteklé vody rovný objemu koruny. Podle legendy vyskočil z koupele, zcela nahý probíhal syrakuskými ulicemi a volal „Heuréka“ (řecky: „εὕρηκα!“, což znamená „Nalezl jsem!“). Poté zjistil, že koruna byla vyrobena převážně ze zlata, ale bylo v ní přidáno i stříbro.

http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Archimedes_water_balance. gif

http: //commons. wikimedia. org/wiki/User: Silberwolf

Plavání těles v kapalině Důsledkem Archimédova zákona je různé chování těles v kapalině. Na těleso působí vztlaková síla Fvz a tíhová síla FG. Výslednice působících sil má směr síly větší a velikost rovnou rozdílu velikostí obou sil. Porovnáváme– li velikosti těchto sil, může nastat jeden ze tří případů: FG < Fvz, ρT < ρ – těleso plovena hladině FG > Fvz, ρT > ρ – těleso klesá ke dnu FG = Fvz, ρT = ρ – těleso se vznáší v kapalině. Tyto případy platí i pro ohraničený objem plynu anebo kapaliny. Olej plave na vodě, voda plave na rtuti.

http: //www. techmania. cz/edutorium/art_exponaty. php? xkat=fyzika&xser= 54656 b 7574696 e 79 h&key=275

Výpočty vztlakové síly. Jak velká vztlaková síla působí na těleso ze železa, které je z poloviny ponořeno do sladké vody. Objem tělesa je 20 litrů. V = 20 l = 0, 02 m 3 potom Vpč = 0, 01 m 3 rk = 1000 kg/m 3 g = 10 N/kg Fvz=? N Fvz = Vpč. k. g = 0, 01 m 3. 1000 kg/m 3. 10 N/kg = 100 N Na železné těleso působí vztlaková síla 100 N.

Výpočty vztlakové síly. Jak hluboko se ponoří krychle ze dřeva, která má hustotu 700 kg/m 3. Strana krychle je 20 cm. d = 20 cm=0, 2 m potom V=a. a. a=0, 2, 0, 2=0, 008 m 3 rd = 700 kg/m 3 rk = 1000 kg/m 3 g = 10 N/kg Fvz=? N těleso plave potom Fg=Fvz Vpč=? m 3 potom d 1=Vpč : a. a Fg = m. g = V. rk. g= 0, 008 m 3. 700 kg/m 3. 10 N/kg = 56 N Vpč = Fvz: k. g = 56 N: 1000 kg/m 3. 10 N/kg = 0, 0056 m 3 d 1 = Vpč: a. a = 0, 0056 m 3: 0, 2 m = 0, 14 m = 14 cm Dřevěná krychle se do vody ponoří 14 cm. 6 cm bude nad hladinou.