Fyzika
Vztlaková síla v kapalinách a plynech
Fyzika
Obsah

Vztlaková síla v kapalinách a plynech

V kapalinách jsou tělesa nadlehčována vztlakovou silou Fvz, která má opačný směr než tíhová síla FG.

http://www.fyzikalni-experimenty.cz/cz/mechanika/ponorovani-valce-vztlakova-sila/

http://kabinet.fyzika.net/aplety/ph14cz/buoyforce_cz.htm

Obr. 1: Vztlaková a tíhová síla působící na těleso ponořené do kapaliny

Obr. 2: Schéma k odvození vztlakové síly

 

S…obsah podstavy

h…výška krychle (kvádru)

ρ…hustota kapaliny

V…objem ponořené části tělesa

Síly působící na boční stěny se navzájem vyruší.

Fvz = F2 – F1 = ρSh2g – ρSh1g = ρSg(h2 – h1) = ρSgh = ρShg = ρVg

Archimedův zákon:

Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořeného tělesa.

 

Obr. 3: Chování tělesa ponořeného do kapaliny

 

Na těleso působí dvě síly:

Fvz = ρVg

FG = mg = ρtVg

ρt…hustota tělesa

Výslednice sil:

F = |FG - Fvz|

F = |ρtVg - ρVg|

F = Vg|ρt - ρ|

 

Mohou nastat následující případy:

a) ρt > ρ ; FG > Fvz         …těleso klesá ke dnu

b) ρt = ρ ; FG = Fvz         …těleso se vznáší

c) ρt < ρ ; FG < Fvz       …těleso stoupá

d) těleso se částečně vynoří…těleso plove (FG = F´vz)

Pokud se síly nevyrovnají ani na hladině, pak se těleso vznese (balónek napuštěný heliem).

 

Při vyrovnání sil platí:

FG = ρtVg

vz = ρV´g

ρtVg = ρV´g

V…objem celého tělesa

…objem ponořené části tělesa

\frac{V'}{V}=\frac{\rho _{t}}{\rho }

Přístroj na měření hustoty: hustoměr

Nadlehčována jsou i tělesa ve vzduchu (balónky, vzducholodě).

http://pokusy.upol.cz/skolni-pokusy/mechanika/vyveva/archimeduv-zakon-pro-plyny-21/

Obr. 4: Horkovzdušný balón

ELUC · Elektronická učebnice