Preskočiť na obsah
atlas.

Vytláčanie kvapaliny a vztlak

Prečo sa kameň pod vodou zdvihá ľahšie, aj keď na dne nepláva?

Čo sa naučíš

  • Vypočítam vztlakovú silu z ponoreného objemu.
  • Odlíšim plávajúce a úplne potopené teleso.

Experiment

Vztlak je F = ρkvapaliny · Vponorené · g. Železo 7870 kg/m³ je celé pod vodou, preto Vponorené je celý objem. Vztlak je menší ako tiaž, kameň klesá, ale ruka cíti rozdiel.

Načítavam simuláciu…

Vyskúšaj

Potopí sa železo a ostane vztlak nenulový?

Oddeliť potápanie od predstavy, že vztlak zmizol.

  1. Nastav železo vo vode.
  2. Porovnaj tiaž a vztlak.
  3. Pozri ponorenú časť.
Čo platí pre železnú kocku vo vode?

Správanie je potápa sa.

Overenie pochopenia

Aké veľký je vztlak, keď teleso vytlačí 0,002 m³ vody? ρ = 1000 kg/m³, g = 9,81 m/s².

N

Pri plávajúcom telese v pokoji:

Vysvetlenie

Pri železe a 0,001 m³ je tiaž oveľa väčšia ako vztlak. Vztlak predsa nie je nula. Pri dreve sa po ustálení vztlak rovná tiaži.

Kvapalina tlačí na ponorený povrch viac zdola ako zhora, lebo tlak s hĺbkou rastie. Výsledok tohto rozdielu je vztlaková sila a jej veľkosť sa rovná tiaži vytlačenej kvapaliny. Do vzťahu preto patrí ponorený objem, nie automaticky celý objem telesa.

Pojmy

Vztlaková sila
Sila kvapaliny nadol zmenšená o silu nahor, smeruje nahor.
Vytlačená kvapalina
Kvapalina, ktorej miesto zaujala ponorená časť telesa.

Príklad

Vedro s vodou vytiahneš z bazéna ťažšie vo chvíli, keď je nad hladinou. Kým bolo ponorené, časť tiaže vyrovnával vztlak.

Čo sa často mýli

  • Vztlak nepôsobí len na plávajúce telesá.
  • Pri potopenom telese sa nepoužije len objem nad hladinou, lebo žiadny nie je.

Čo model zjednodušuje

g berieme ako stále. Model nerieši prúdenie vody okolo telesa.

Vzorce

Vztlaková sila

Fv=ρVponorgF_v = \rho V_{ponor} g

Hustota kvapaliny krát ponorený objem krát gravitačné zrýchlenie.

F_v
vztlaková sila, N
\rho
hustota kvapaliny, kg/m³
V_{ponor}
ponorený objem, m³
g
gravitačné zrýchlenie, m/s²

Kedy platí: Kvapalina je v pokoji a má stálu hustotu. Pre plávajúce teleso je Vponor menší ako V.

Súvisiace lekcie