Hydrostatika

Kód ITMS projektu: 26110130519Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia

Vzdelávacia oblasť: Človek a príroda

Predmet Fyzikálny seminár

Ročník: 3. ročník

Tematický celok: Mechanika kvapalín

Vypracoval: Mgr. Jolana Szanková

Dátum: Marec 2013

Obsah

1. Základné vlastnosti kvapalín

2. Mechanika kvapalín3. Tlak v kvapalinách4. Pascalov zákon5. Hydraulické zariadenie6. Využitie hydraulického

zariadenia

2

7. Hydrostatický tlak8. Hydrostatická tlako

vá sila9. Hydrostatický para

dox10. Zopakujte si11. Použité zdroje

Základné vlastnosti kvapalín• častice kvapalín sú v neustálom

neusporiadanom pohybe a pôsobia na seba príťažlivými a odpudivými silami

• sú tekuté, nadobúdajú tvar nádoby, utvárajú voľnú hladinu

• vnútorné trenie, viskozita, je príčinou rozdielnej tekutosti a odporu proti pohybu

• pri stálej teplote majú stály objem• sú takmer nestlačiteľné

3

Mechanika kvapalín

• Ideálna kvapalina – zanedbávame jej vnútornú štruktúru, je spojitá

- je bez vnútorného trenia, dokonale tekutá - považujeme ju za dokonale nestlačiteľnú

4

Tlak v kvapalinách• stav kvapaliny v pokoji v istom mieste

určuje tlak, pre ktorý platí:

• F je veľkosť sily pôsobiacej kolmo na plochu s obsahom S

• jednotkou tlaku je N . m-2 = Pa (pascal)• tlak môže byť vyvolaný vonkajšou alebo tiažovou silou

5

Pascalov zákon• Pascalov zákon

Tlak vyvolaný vonkajšou silou pôsobiaci na povrch kvapaliny je vo všetkých miestach kvapaliny rovnaký

6

• pôsobením vonkajšej tlakovej sily na piest vzniká v kvapaline tlak, ktorý sa v nej prenáša vo všetkých smeroch

• kvapalina je zo všetkých otvorov vytláčaná rovnako veľkou začiatočnou rýchlosťou

• pôsobením vonkajšej tlakovej sily na piest vzniká v kvapaline tlak, ktorý sa v nej prenáša vo všetkých smeroch

• kvapalina je zo všetkých otvorov vytláčaná rovnako veľkou začiatočnou rýchlosťou

Blaise Pascal (1623 – 1662)Blaise Pascal (1623 – 1662)

Hydraulické zariadenie• zariadenie, založené na platnosti Pascalovho

zákona, ktoré využíva nestlačiteľnosť kvapaliny

7

p = p1 = p2 p = p1 = p2

Využitie hydraulického zariadenia

• hydraulické zdviháky a lisy• vyklápacie zariadenia nákladných áut• pneumatické zbíjačky• zubárske kreslá• ramená bagrov• hydraulická ruka• brzdy áut

8

Hydrostatický tlak

9

hydrostatická tlaková sila

obsah plochy

ph – hydrostatický tlakh – hĺbka kvapalinyρ – hustota kvapaliny g – tiažové zrýchlenie

Hydrostatická tlaková sila• častice kvapaliny pôsobia svojou tiažou na

každú vodorovnú plochu umiestnenú v určitej hĺbke pod hladinou hydrostatickou tlakovou silou Fh spôsobujúcou hydrostatický tlak ph

• hydrostatická tlaková sila Fh pôsobiaca v kvapaline s hustotou ρ kolmo na plochu S v hĺbke h má veľkosť:

10

Hydrostatický paradox

11

• hydrostatický paradox - veľkosť hydrostatickej tlakovej sily nezávisí od tvaru a celkového objemu kvapaliny v nádobe

• vo všetkých nádobách je rovnaká kvapalina a tlaková sila F pôsobiaca na rovnaké plochy dna je vo všetkých prípadoch rovnaká

veľkosť tlakovej sily F na dno nádoby závisí iba od výšky kvapalinového stĺpca h a plošného obsahu S

veľkosť tlakovej sily F na dno nádoby závisí iba od výšky kvapalinového stĺpca h a plošného obsahu S

Zopakujte si

Otázky a úlohy• Aké vlastnosti má ideálna

kvapalina?• Ako je definovaný tlak?• Uveďte aspoň tri príklady

využitia Pascalovho zákona v praxi.

• Od čoho závisí hydrostatický tlak?

• Vysvetlite hydrostatický paradox.

Test

Hydrostatický tlak kvapaliny na dno nádoby závisí od:a) tvaru nádobyb) plochy dnac) výšky stĺpca kvapaliny v nádobed) objemu kvapaliny v nádobe

12

Použité zdroje

• Vachek J. a kol.: Fyzika pre 1. ročník gymnázií SPN Bratislava 2001

• Scholtz E., Kireš M.:Fyzika,dynamika, SPN Bratislava 2007

• Lank V., Vondra M.:Fyzika, Fragment 2008

• http://physedu.science.upjs.sk/kvapaliny/picture/pascal.gif• http://hara.wbl.sk/dioxin_a_voda.jpg

13