Hydrostatick tlak(Uebnice strana 110 112)hSFhPsoben gravitan sly na kapalinu v klidu se projevuje tm, e kapalina o hustot tla nejen na dno ndoby, ale i na stny ndoby a na kadou plochu o obsahu S v hloubce h pod hladinou kapaliny hydrostatickou tlakovou silou Fh = ShgTato sla vyvolv v klidn kapalin tlak, kter nazvme hydrostatick tlak a zname ho ph.Pro vpoet hydrostatickho tlaku ph plat:; Fh = Shgph = hgHydrostatick tlak ph v kapalin zvis na hloubce h pod hladinou kapaliny a na hustot kapaliny , nezvis na obsahu plochy S, na kterou tlakov sla psob.

Na ir konec trychte upevnme blnu z balonku, do uho konce zasuneme brko a upevnme.Trycht i st brka naplnme obarvenou vodou. Potom jej ponome do ndoby s vodou a sledujeme, jak se mn hladina obarven vody v zvislosti na hloubce.S rostouc hloubkou je obarven voda z trychte vce vytlaovan do brka. To potvrzuje, e ve vt hloubce je vt hydrostatick tlak. Vlivem vtho hydrostatickho tlaku se blna prohne smrem dovnit trychte a vytla vodu do brka.Pokud bychom pouili msto vody v ndob nap. glycerol, obarven voda v brku vystoup ve stejn hloubce v. Glycerol m vt hustotu ne voda. Hydrostatick tlak je ve stejn hloubce v kapalin s vt hustotou vt. Hydrostatick tlak v kapalin ph (stejn jako hydrostatick tlakov sla Fh) roste s hloubkou h pod hladinou. Ve stejn hloubce je vt hydrostatick tlak v kapalin s vt hustotou . Pro hydrostatick tlak v kapalin ph plat:ph = hg

Hydrostatick tlak ve vod poznte tlakem vody na spnky, oi, un bubnky na sti, kter jsou na zmnu tlaku citliv. Zvislost hydrostatickho tlaku na hloubce m mnoho praktickch dsledk. Nap. potpi mus mt do vtch hloubek mnohem mohutnj a pevnj skafandry. Pi stavb pehrady me bt hrz u hladiny u ne u dna, kde je mnohem vt hydrostatick tlak.Pklady:Hloubka Slapsk ndre u hrze dosahuje 58 m. Porovnej hydrostatick tlak v hloubce 1 m pod hladinou vody s tlakem u dna.h1 = 1 mh2 = 58 m = 1 000 kg/m3 (voda)g = 10 N/kgph1 = ? Pa ph2 = ? Pa

ph1 = h1gph1 = 10 000 Pa = 10 kPaph2 = h2gph1 = 580 000 Pa = 580 kPaHydraulick tlak v hloubce 1m je 10 kPa, u dna je 580 kPa, tedy 58krt vt. Proto mus bt hrz pehrady u dna mnohem ir ne u hladiny vody.

Pklady:Nejvt namen hloubka ocenu u dna Marinskho pkopu je 11 km. Vypotej hydrostatick tlak v tto hloubce. Hustota mosk vody je asi 1 020 kg/m3. h = 11 km = 11 000 m = 1 020 kg/m3 (mosk voda)g = 10 N/kgph = ? Pa ph = hgph = 112 200 000 Pa = 112,2 MPaHydrostatick tlak u dna Marinskho pkopu je 112,2 MPa.Vodn organismy jsou na tlak vody pizpsobeny, a nkter mohou pobvat i ve velkch hloubkch, proto i v Marinskm pkopu ij ivoichov. Pro vzkum ve velkch hloubkch se pouv batyskaf.

Mme ndoby rznch tvar, kter maj stejn obsah dna S, naplnme je stejnou kapalinou (vodou nebo jinou kapalinou) do stejn vky h. Porovnej hmotnost kapaliny v ndobch a hydrostatick tlak na dno jednotlivch ndob.hSSSABCVe vech ndobch je stejn kapalina, pak pro hmotnost kapaliny plat:Nejvt hmotnost m kapalina v ndob B, protoe m nejvt objem, nejmen hmotnost m kapalina v ndob C, protoe m nejmen objem. Pro hydrostatick tlak na dno ndob plat:ph = hgVe vech ndobch je stejn kapalina o hustot a hladina kapaliny m stejnou vku h. Hydrostatick tlak kapaliny na dno mus bt ve vech ndobch stejn. Hydrostatick tlak nezvis na hmotnosti kapaliny ani na obsahu plochy, na kterou psob.FhFhFh

Jak vysoko je hladina nafty v zsobnku, zpsobuje-li nafta na dno tlak 32 850 Pa? Hustota nafty je 730 kg/m3.V kanistru o vce 60 cm je tlak na dno 4 950 Pa. Jak kapalina je v kanistru?ph = 32 850 Pa = 730 kg/m3g = 10 N/kgh = ? mph = hgHladina nafty v zsobnku sah do vky 4,5 m.ph = 4 950 Pa h = 60 cm = 0,6 mg = 10 N/kg = ? kg/m3ph = hgHustota kapaliny je 825 kg/m3, v kanistru je petrolej.

Jak vysok by musel bt sloupec vody, aby zpsobil stejn tlak jako sloupec rtuti 76 cm?h1 = 76 cm = 0,76 m1 = 13 500 kg/m3 (rtu)g = 10 N/kgph1 = ? Pa ph1 = h11gph1 = 102 600 PaStejn tlak jako sloupec rtuti 76 cm zpsob sloupec vody 10,26 m. ph2 = ph1 =102 600 Pa 2 = 1 000 kg/m3 (voda)g = 10 N/kgh2 = ? mph2 = h22g vahou:Hustota rtuti je 13,5krt vt ne hustota vody, sloupec vody mus bt tedy 13,5 krt vy.ph2 = ph1h22g = h11g

Na zklad hydrostatickho tlaku lze vysvtlit podstatu spojench ndob. Spojen ndoby jsou ndoby, kter jsou u dna spojeny trubic. Jejich tvar me bt jakkoli.Nalijeme-li do tchto ndob kapalinu o stejn hustot, pak se hladina ve vech ndobch ustl ve stejn vce h nad spolenm dnem.hhPodle Pascalova zkona se tlak pen kapalinou a je ve vech mstech kapaliny stejn. U dna bude psobit hydrostatick tlak ph =hg. Hustota kapaliny a g jsou stejn, proto mus bt i stejn vka hladiny h.V trubici spojujc ndoby je vlevo vt hydrostatick tlak ne v prav sti. V dsledku toho se kapalina zane pelvat zleva doprava , a se tlaky u dna vyrovnaj.Je-li hustota kapaliny ve vech mstech stejn, bude pi stejn vce h v ramenech spojench ndob stejn hydrostatick tlak. Naklonme-li tuto soustavu spojench ndob, v lev sti je kapalina v ne v prav.

Spojen ndoby se vyuvaj v rznch zazench v domcnosti i ve vrob.Sifony WC nebo umvadla jsou spojen ndoby. Trocha vody, kter v nich zstv, zabrauje pronikn zpachu z potrub. Pi zven hladiny, voda protk do odpadu.Hadicov vodovha (libela) slou stavebnkm a zemmim k vyten vodorovn roviny. Voda vystoup v obou trubicch vdy do stejn vky. Neprhledn varn konvice, kotle nebo cisterny vyuvaj tzv. vodoznaku trubiky spojen s ndobou u dna, kapalina v trubice vystoup do stejn vky jako v ndob.

Na principu spojench ndob je tak zaloen rozvod vody z vodojem na kopci nebo z vodojemu ve tvaru koule na vysokm sloupu do vodovod v jednotlivch domech.Konev obsahuje tenkou trubici (kterou lze opatit kroptkem), ta se zapln vodou do stejn vky jako v ndob. Potom sta konev nahnout jen velmi mlo a voda vytkTak plavebn komory, zdymadla vyuvaj principu spojench ndob.Stavj se u jez a pehrad, aby se umonil pejezd lod z vy hladiny na ni, jsou to ndre oddlen vraty od eky. S ekou je spojuje potrub, jm se voda do nich pipout a z nich vypout.

Msta o stejnm hydrostatickm tlaku se nazvaj hladiny. Hladina o nulovm hydrostatickm tlaku je na volnm povrchu kapaliny a nazv se voln hladina.Naplnme spojen ndoby nemscmi se kapalinami o dvou rznch hustotch. Rozhran, kde se ob kapaliny stkaj, nazvme spolen hladina. Hydrostatick tlaky obou kapalin jsou na spolen hladin stejn, jinak by se spolen hladina posouvala.Hustota druh kapaliny je men, proto jej vka h2 nad spolenou hladinou je vy ne vka h1 prvn kapaliny.h1h2spolen hladina12ph1 = ph2 h22g = h11gh22 = h11

Pklady:V jednom rameni spojench ndob tvaru U sah voda do vky 8,4 cm, ve druhm rameni je neznm kapalina, kter sah do vky 10 cm. Urete nzev kapaliny v druhm rameni. h1h212h1 = 8,4 cm = 0,084 m1 = 1 000 kg/m3 (voda)h2 = 10 cm = 0,1 m2 = ?kg/m3 (neznm kapalina)ph1 = ph2 h22g = h11gh22 = h11Hustota neznm kapaliny je 840 kg/m3, v druhm rameni je petrolej.

h2h121h1 = 24 cm = 0,24 m1 = ? kg/m3 (neznm kapalina)h2 = 2 cm = 0,02 m2 = 13 500 kg/m3 (rtu)ph1 = ph2 h22g = h11gh22 = h11Hustota neznm kapaliny je 1 125 kg/m3. Ve spojench ndobch tvaru U je nalit rtu. Do jednoho ramene pilijeme kapalinu o neznm hustot. Sloupec tto kapaliny m vku 24 cm, sloupec rtuti ve druhm rameni, men od roviny spolenho rozhran, m vku 2 cm. Uri hustotu neznm kapaliny, je-li hustota rtuti 13 500 kg/m3.

Do spojench ndob tvaru U o prezu 4 cm2 je nalita rtu. Do jednoho ramene pidme 54 cm3 vody. Jak bude rozdl vek hladin v obou ramenech?h2h121ph1 = ph2 h22 = h11Rozdl hladin je 12,5 cm.S1 = 4 cm2 V1 = 54 cm3h1 = ? cm1 = 1 000 kg/m3 (voda)h2 = ? cm2 = 13 500 kg/m3 (rtu)V1 = h1 S1h1 h2 = 13,5 cm 1 cm = 12,5 cm Otzky a lohy k opakovn uebnice strana 113 114.

*