Vypracovala: Petra Podmanická

 

 

Teoretická časť

 

Na potápanie, plávanie a vznášanie sa rovnorodého telesa v kvapaline si môžete aj Vy sami doma urobiť pokus. Napustite si vaňu (ak nemáte vaňu, tak umývadlo) vezmite si z vonku kameň, malý drevený hranol (alebo iný malý drevený predmet) a nakoniec balón, ktorý po okraj naplníte s vodou a pevne uzavriete tak, aby tam nebol žiadny prísun vzduchu. Stane sa nasledovné:


  1. KAMEŇ padne nadol – potápa sa

 

 

  1. DREVENÝ HRANOL ostane na hladine – vznáša sa

 

 

  1. BALÓN S VODOU – neklesne ani nadol ani neostane na hladine, ale presne v strede nádoby - pláva

 

 

Ako hovorí Archimedov zákon, na teleso ponorené do kvapaliny pôsobí hydrostatická vztlaková sila, ktorej veľkosť sa rovná Fvz = V*ρk*g.Táto sila spôsobuje vytláčanie telesa smerom nahor, čiže smerom k hladine.

Na teleso ponorené do kvapaliny pôsobí tiež tiažová sila, ktorej veľkosť sa rovná Fg = V*ρT*g A táto sila zase ťahá teleso ku dnu

Výslednica týchto dvoch síla má smer väčšej z nich. A práve táto výslednica nám povie, ktorý z týchto troch javov sa bude pri telese diať, teda či bude plávať, vznášať sa alebo potápať.

 

Výslednicu dvoch síl vypočítame ako rozdiel týchto dvoch síl, a teda:

 

F = Fvz – Fg = V*ρk*g - V*ρT*g = V*g*( ρk - ρT)


Ako som už povedala, o tom ktorý z dejov sa koná nám hovorí výsledica. Ak

  • Je záporná – teleso klesá ku dnu

  • Je kladná – teleso stúpa k hladine

  • Je nulová – teleso ostane v strede priestoru


Z toho vzorca, ktorý som odvodila pre výslednicu vidíte, že o tom, aká bude tá výslednica rozhoduje to, aký bude výraz v zátvorke a teda to, aký bude rozdiel hustôt telesa a kvapaliny. Ak:

 

  • Je hustota telesa väčšia ako hustota kvapaliny, t.j. ρk < ρT výslednica síl bude záporná – teleso klesá ku dnu – teleso sa potápa – to je náš kameň, pretože kameň má zákonite väčšiu hustotu ako voda

    • Tiažová sila je väčšia ako vztlaková sila

 

  • Je hustota telesa menšia ako hustota kvapaliny, t.j. ρk > ρT výslednica síl bude kladná – teleso stúpa ku hladine – teleso sa vznáša – to je prípad nášho dreveného hranolu, ktorý má menšiu hustotu ako voda (inak by neplávali drevené člnky)

    • Tlaková sila je väčšia ako tiažová sila

  • Je hustota telesa rovnaká ako hustota kvapaliny, t.j. ρk = ρT výslednica síl bude nulová – teleso ostáva v strede nádoby – teleso pláva. A toto je prípad nášho balónika s vodou. Voda má rovnakú hustotu ako voda (ak zanedbáme to, že je tam ten balónik, jeho hustotu) balónik s vodou by sa mal nachádzať presne v strede nádoby s vodou

    • Tlaková sila a tiažová sila zodpovedajúca tej časti telesa, ktorá je ponorená v kvapaline sú v rovnováhe

 

 

Praktická časť

 

Určte ako sa budú vo vode s hustotou 1000 kg.m-3 správať telesá s hustotami 2000 kg.m-3; 500 kg.m-3, 1000 kg.m-3

 

Riešenie:

 

ρk = 1000

ρ1 = 2000

ρ2 = 500

ρ3 = 1000


Prvé teleso má hustotu väčšiu, ako je hustota vody, tiažová sila, ktorá naň pôsobí bude väčšia ako vztlaková, výslednica síl bude teda záporná a teleso sa bude potápať


Druhé teleso má hustotu menšiu ako voda, vztlaková sila, ktorá naň pôsobí bude väčšia ako tiažová, výslednica síl bude teda kladná a teleso sa bude vznášať


Tretie teleso má hustotu rovnakú ako voda, vztlaková sila, ktorá naň pôsobí je rovnaká ako tiažová, výslednica síl bude nulová a teleso bude plávať


 

Použitá literatúra:

Vlastné poznámky

Učebnica z fyziky