Piilhd - zs4krnov.cz

2.2
$poCet hydmstotick6ho tlaku
Bude n6s takd zajimat jak lze velikost tlakovd slly v kapatne vypofitat
velky da& tato sila
.
zp0sobuje.
ajak
Piilhd
Ahtdriun tvaru kvddru rrui roulry &a 60 cm a 40 cm. Voila v nCm ilotohuje da uiie 35 cm Uiete tlakovou stlu yod! o tlak pfrsobt t ,n dno aL1,6-
tt4
Reieni
d=60cm=0,6m
b=40cm=0,4m
ft=35cm=0.35m
F=
?N
\4/poalt me nejprve objem vody a polom jejl dhu. Touto silou pisobi voda
na dno akv6da. KdyZ velikost tlakovd slly na dm vyddlime obsahem dn4
dost6v6me tlak.
Y=0,6.0,4.0,35
v = 0.084 n3
Daie s
t.
utiilm hustoty vody rp = I 000 3J stanovime jeji hmotnosl
n=1000.0,084
n = 84ks.
Tlhu vody o bmohosti 84 kg unirne vypoaltat podle vztahu
C=n.C
c=84.10
c=8,10N
Touto tlakovou silou ptsobi voda na dno. IrydElime-li nyrf dakovou silu obsahem plochy, na niz pisobi, dostaneme dak.
r/-
s
'
0,6.0,4
8,r0
,=3500Pa=3.5kPa
Tlak na dnd akvdria je 3,5 kPa.
Ze vypoaet daku na dno akvSria lze prov€st jednodusslrn
zptsobem.Celkovou dhu kapalhy jsme postupn€ vypoCitali jako solain iejiho objemu, hustoty a veliciry 8
Nyni si ut6Zeme,
c=a.b.h.p.e.
lt5
Souajn a . b uddv6 obsah
,S
dna. proto
G=S.h.p.b,
kdyt pro obsah dna uzijeme oznaaeni
zapsat nasledovnE -
Povlinmete si,
Ze
t
Vztah pro vypoi5et tlaku mtzeme
- c =S.h.p.s
s
'=l
v aitateli ijmenovateli zlon ruje
stejnd
tohoto pismena bude vzdy zcela urditd dislo,
Dostaneme pakjednoduchy vztah plo tlat
pismeno.t Misto
kerim mtZeme zlomek kr tit.
p=h.p.s.
Vratne se nyni k nasemu plikladu s atvariem a podle odvozen6ho vztaiu
vypoCitejme tlak na
dno.
"
p=0,35.1000.10
p=ll00
Pa
Timto postupem nAm vylla stejnd velikost tlaku jako pfi postupn€m leseni
prikhdu.
Povsimndme si jestd jedne vl,ci. V ztah p = h . p . I vyjadtuje ziivislost hydrostatickdho daku na hloubce od l adiny a hustot6 kapaliny. Neobjevujl se
v ndm Zedn6 veliainy popisujici rvar nddoby. Zivislost hydrosratickdho rlaku na hloubce kapaliny miz€me lyj6dfir tat6 graficky.
Z6vislost hydjostatick6ho tlaku (p) vody na hloubce (h)
G 3O0
izso
o246A10
12 14 16 1A 20 22 24 26 28
3A
rl(m)
116
OvElme nyni pokusem, Ze hydrostaticky dak roste se zv€tsujici se hloubkou.
Do naldobt s otvory ve stCnd, kreft jsou v fiznich vallilenosQch od hladiny, dejte lodu a pozorujte jeji vitok z nddoby. (Nddobu un{stZte podle
obrdzku 68.)
@
Je-li nddoba pln6, vytdkd voda vsemi otvory souCasnt. Nejdele'od trddoby
dopadd voda z nejnitslho otvonr, znamena to, Ze Wt€kA pod nejvEtSim tlakem, naopak voda lrytdkajlcl z honiho otvoru vyt€k6 nejpomaleji, tzn. pod
nejmensim tlakem.
Protofu ve vztahu pro velikost hydrostadck€ho daku je hustota kapaliny,
provedme pokus, kerim bychom ovdfili zevislost hydrostatickdho daku na
druhu kaDalinv
Dva stejnd odmCmi vilce napVte asi do poloviny kapalirultni - jeden lihem
druhi vodou. Do obou poton vsuite !rubici opaienou na konci pruZnou blanou z bal'nku a porovnejtc j?ji prohnuri valy ve stejnlch hloubkdclL
Prohnuti bl5ny pfi ponofed [ubice do lihu je o trochu mensi nez ve vod€.
Prokazuje se trk mensl hydroslaticky dak v.lihu nez ve stejnd hloubce ve
vodE.
a
llydrostaticki tlak
v Noubcc h se
uti
podle vztlhu:
P=h.p.8.
oHydrostaticki tlak z{ivisi na hloubce, druhu kapaliny (hustoti
kapaliny) a gravitriDim poli, v nEmZ se kapalim nach6zi.
lt1
611
Protoze velikost hydrostatick6ho tlatu zavisi nejen na hloubce, ale i na dru,
hu kapaliny, uk6zeme si nyni na plikladu, jak prdv€ hustora kapaliny virazna ovlivduje velikost hydrostatickeho tlaku.
Pifiad
je
V silnostdnnd sklenand nddobd
ul s hladinou ye viii I 5 on. Uiete velikost htdrcstatickiho tlaku u dna ruidoby. Kolikrdt je tento hydrostaticbj ttak
vdtti neZ kdlby v nddoba byla yoda?
h=15cm=0,15m
P=13s00€
Velikost hydrostatickdho tlaku lrypdait6me podle vzrahu
p = 0,15. 13 500. 10
p = 20 250 Pa = 20,25 Wa
Hydrostaticky dak u dna nddoby je 20,25 kPa.
Protoze hustota vody je I 3,5 kdt menli neZ hustota rtuti, bude stqndho hydrostatickeho tlaku u dna nddoby dosazeno pfi 13,5 kar vdrSi vtlce hladiny, rj.
h,=0.15.13,5=2,025
h' = 2.025 m
Stejni hydrostatickt tlak vyvold sloupec vody vysokg 2,025 m.
Jistd by nddoba, v niz m6 btt voda do vyle 2 metry nemohla bit vyrobena
z tak tenkeho skla, z ktereho je zhotovena kedinka. Proto nadobt v nichz je
uchov6vdna rot, musi btt z velmi silndho skla. Je lepsi pouzit nedobu Sirsi,
aby hladina rtuti nebyla phlis vysoka.
ULOIrY
I. Kde je
5m?
ve vodi
yitfi hlbostqticlcj tlak:
v htoubce 2 m nebo v hloubce
2. Prot jsou hnize rybnAfi a piehrad dole iirti nei nahofe?
3. Pro( md potipii sestupujici do vitiich hloubek pan.diovanj oddv?
4. Jedno okno ponorLt md
20 cn, druhi 30 cm. Na kteri pisobi
vd,t( hfdrostati.kj tW jsou-li okna ,e stcjni hlnubce pod hMinou? Na
kterd P,frsobi Yitli tlakofi sil.tt?
pfin
ll8
l. Jak velkj j? hldrostoticlcj tlak u hladin| uodJ' v hloubu I0 cm' t n, t0
n, I kn:'
2.lak veltcjje hydro\tancki ak u hladi t kapalinr?
.1. Jak wtkj je hldrostati(4i tlak vc rtuti , hloubcc I0 cm:' Co z v:;poitu
nia?te iici o poiadavku na pevnost nddob. e ni(ha se ftui uchovavd?
1. Piittroj ukltzil podipiii, Ze h\drostaticbj tlak jeho okoli vuostl tiikltit'
lak se .tndnila hloubka Potui?die?
Y
Porovneni hydrostatick6ho tlaku (p) ve vod6 a v lihu
35
30
25
?o
15
10
5
0
5
uietc wlikost hlilrostatickaho aku v hlouhce I'5 m Pod hlr'
ilinou vod! a 0,5 m potl hladinou lihu Proi hJdrostaticbi tLtk vod! ros-
5, Z gralu
te s hloubkou rychleii?
Jakd ie htoubka nejhlublfho m(sta v ocetinu? Kolikrdt ie tum ritii hfd'
rostatickj tlak neZ v hloubce I m (1 km)?
2. lthbdejte viikJ piehradn{ch zdi nikterjch aiieh Piehrad, Vlpoiiteite
1
.
hJdrostaticki tlak u dna ikterd z nich. Piedpoklddeite'
zed pievliuje hladinu vodJ v ,uidr,i o l0 m.
ae
piehradni
ffi
E
otavi.h( kih\'e pcrli,[h. ntit\ic)
a
,tottiuji lin oslkanihooht'huath,
"ch..!.[ii
yi:ttry rt6i bil ttuto \ lhitqnat\:. dbt y,
bc.ttutr;"lr(.k ohn):.t:itot ptrit).\:c.
Iitlski trrdm.ur!! nuiil.Dk\ki tltlu t..l\ katc|t ti.i?tisobit.
ishncki po.tutnk!,
+.Fkntav. Bldis? Po!.al( 1623 1662)pt trt
.ma
ttutt,t iitt jdb
dat : r^rh l, ylt,.til rt, h,nr. L\,. tt.,.1 rt,.t. tr. htn,,,,. !):it,"tu\,..\t
j!
:,\", i,,lu'.nt, pii Ih rjn u\,).rl JnIl-.,,,tthr,.ttt,.,r,,'n\']r4t\tLrL,'rtr,.,,,,hdit,thi sud. Do ,'tvoat t. nh !dr 1ti,t,.!t t.-t,., tht.I.t ,t!..,t..,1 ,t\i tt. L, !, | .t .t,.t.,.
ji kdsnil. Kdri.lo tnbkvu il rotit. \d k. b.tn Mi:d. t\t\\,itd.
itk trtki h\It
rosl. icki tlak h|t t ho :ulr. l,!l\: trltutt,. \ tr ut\ | ijtrdtd tlt, \ \it t^i tt) nrrti;
tiA. Jako