|
|
HYDROSTATIKA
JE TO VEDA SKÚMAJÚCA PODMIENKY ROVNOVÁHY KVAPALÍN (KTORÉ NEPRÚDIA) A TELIES DO NICH PONORENÝCH.
TLAK V KVAPALINÁCH A PLYNOCH
Tlak p charakterizuje stav tekutín v pokoji.
F-velkost' tlakovej sily,ktorá pôsobí kolmo S na plochu s obsahom S.
Tlak meriame manometrami rôznych konštrukcií. Najjednoduchší je otvorený manometer (obr. 1), kde tlak p je priamoúmerný rozdielu
hladín ∆h.
Tlak v kvapalinách vyvolaný vonkajšou silou.
Pre velkost' tohoto tlaku platí Pascalov zákon:
Tlak vyvolaný vonkajšou silou pôsobiacou na povrch kvapaliny je vo
všetkých miestach a vo všetkých smeroch kvapalného telesa
rovnaký.
obr. 1
Vel'kost' tohoto tlaku nezávisí od smeru sily, od objemu ani od hustoty kvapaliny. Uplatnenie Pascalovho zákona: hydraulické a pneumatické zariadenia (obr. 2).
Tlakovou silou F1 vyvoláme v kvapaline tlak p, ktorý je vo všetkých miestach kvapaliny rovnaký, preto platí:
obr. 2
Sila pôsobiaca na širší piest 
je n-krát väčšia ako sila, ktorou pôsobíme na užší piest.
Využitie: hydraulické zdviháky, brzdy automobilov, hydraulické lisy, pneumatické kladivá, pneumatické brzdy.
TLAK V KVAPALINÁCH VYVOLANÝ TIAŽOVOU SILOU
Hydrostatický tlak je tlak, ktorý je v kvapaline vyvolaný vlastnou tiažou
kvapaliny. Hydrostatický tlak v hĺbke h ideálnej kvapaliny :
Hydrostatická tlaková sila:
Veľkost' hydrostatickej tlakovej sily nezávisí od tvaru a celkového objemu kvapaliny v nádobe - hydrostatický paradox (obr. 3).
Vo všetkých nádobách je rovnaká kvapalina, hydrostatická tlaková sila pôsobiaca na rovnaké plochy dna je vo všetkých prípadoch rovnaká.
obr. 3
Hydrostatickou tlakovou silou napr. pôsobí voda na dno a steny bazénu, na telo potápača alebo na morské živočíchy.
TLAK VYVOLANÝ TIAŽOU VZDUCHU
Atmosféra je pôsobením tiažového poľa pripútaná k Zemi a spolu s ňou koná otáčavý pohyb. Na každé teleso pôsobí
atmosférická (aerostatická) tlaková sila vyvolaná tiažou vzduchu.
Atmosférický tlak pa nemožno vypočítať' zo vzťahu:
pa = ρhg , pretože hustota vzduchu sa s výškou h (nadmorskou výškou) mení. Pri výstupe o 100 m sa
pa zmenší približne o 1,3 kPa. Atmosférický tlak
pa sa mení aj v priebehu dňa. Tieto zmeny musia meteorológovia poznať', ak chcú predpovedať' počasie.
Normálny atmosférický tlak bol stanovený dohodou a jeho velkost' je:
pa =1013,25 hPa = 1,01325 . 105 Pa
Na meranie atmosférického tlaku používame tlakomery alebo barometre (ortuťový, kovový- aneroid). Na starších tlakomeroch sú hodnoty tlaku uvedené v iných jednotkách:
1000 mb (milibarov) = 1000 hPa 760 mm Hg = 760 torr = 1013,25 hPa.
VZTLAKOVÁ SILA V TEKUTINÁCH. ARCHIMEDOV ZÁKON
Na každé teleso ponorené do tekutiny pôsobí sila, ktorá ho nadľahčuje - vztlaková sila.
F1, F2, - hydrostatické vztlakové sily (obr. 4)
F1 = p1S = h1ρgS
F2 = p2S = h2ρgS
Vztlaková sila: Fvz = F2 – F1 =
ρgS (h 2
- h 1)
= ρgSh = ρgV
obr. 4
Pokus na overenie vztlakovej sily vo vzduchu
Archimedov zákon:
Teleso ponorené do tekutiny je nadľahčované vztlakovou silou, ktorej veľkosť sa rovná tiaži tekutiny rovnakého objemu, ako je objem ponorenej času telesa.
Na každé teleso ponorené v kvapaline pôsobia súčasne dve sily:
FG = ρTgV a FVZ =
ρgV , kde ρT je hustota telesa, ρ hustota kvapaliny a V objem ponorenej času telesa.
Ak je:
ρT >
ρ je, FG > FVZ
- teleso klesá ku dnu,
ρT >
ρ je, FG = FVZ
- teleso sa vznáša,
ρT >
ρ je, FG < FVZ
- teleso stúpa k hladine, až sa čiastočne vynorí - pláva.
Závislosť' hĺbky ponorenia telesa od hustoty kvapaliny využívame na meranie hustoty kvapalín hustomermi.
na začiatok
|
|
|
