Vztlaková síla v tekutinách Působí na tělesa ponořená v kapalině nebo plynu. Má opačný směr než tíhová síla FG.

Značka: Fvz

Odvození velikosti vztlakové síly:

Fvz

FG

VS

Fo -Fo

F1

F2

h1

h h2

Fvz = F2 – F1

Fvz = Sh2g – Sh1g = Sg(h2 – h1)

h2 – h1 = h

Fvz = rShg = rVg

FFvzvz = = VgVg

Velikost vztlakové síly, kterou je nadlehčováno těleso je přímo úměrná hustotě kapaliny a objemu ponořeného tělesa.

Archimedův zákon: Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno

vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny tělesem vytlačené.

Chování těles v kapaliněO chování těles rozhoduje tíhová síla Země FG = tVg a vztlaková síla

Fvz = Vg. Jejich součtem vznikne výsledná síla F = |FG - Fvz|.

1. Těleso klesá ke dnu:- kovový předmět ve

vodě t > , FG > Fvz

- F směřuje dolů

2. Těleso se v kapalině volně vznáší:

- těla mořských živočichů t = , FG = Fvz

- F = 0

Fvz

FG

V

FG

V

Fvz

3. Těleso stoupá k volné hladině kapaliny:

- kmen stromu t < , FG < Fvz

- F směřuje nahoru

4. Těleso plove na volné hladině:- částečně je ponořené, nastává

po případu č. 3- korková zátka, ledová kra t < , FG = Fvz

- F = 0

VV

FvzFvz

FG

FG

Hustoměry – přístroje, které slouží k měření hustoty kapalin.

Vztlaková síla nadlehčuje také tělesa ve vzduchu. Vzhledem k mnohem menší hustotě, je však menší než v kapalinách.

Využití ve vzduchu: meteorologické balony, dětské balónky a vzducholodě.

Využití ve vodě: plavání, lodě,…

Otázky k opakování:

1. Co je to atmosférický tlak a na čem závisí?

2. Jak určil Torricelli atmosférický tlak?

3. Uveďte příklady nadlehčování těles a) pro kapaliny, b) ve vzduchu.

4. Vyslovte Archimédův zákon.

5. Vysvětlete případy chování těles v kapalině.

6. Na čem závisí vztlaková síla?

7. K čemu se používá barometr, hustoměr a tlakoměr.

Příklady k procvičení vzorců

1. Určete velikost vztlakové síly, která působí na krychli o hraně 10 cm ponořené v oleji o hustotě 900 kg/m3.

2. Do vody jsou ponořena dvě závaží o stejné hmotnosti 100 g. Jedno z mosazi, druhé z hliníku. Na které působí větší vztlaková síla?

3. Na těleso ponořené do vody v hloubce 1 m působí vztlaková síla 20 N. Jak velká vztlaková síla na něj působí v hloubce 5 m?

4. Jak velkou silou zvedneme ve vodě kámen o hmotnosti 10 kg a objemu 4 dm3? Jak velkou silou ho zvedáme ve vzduchu?

5. Zlatý prsten je vyvážen na vzduchu závažím 1 g, ve vodě závažím 0,92 g. Je zhotoven z čistého zlata? Hustota zlata je 19 300 kg/m3.

6. Jestliže naložíme na loď náklad o hmotnosti 10 t, zvětší se její ponor o 5 cm. Stanovte obsah vodorovného průřezu lodi v rovině vodní hladiny.

7. Dutá koule o průměru 10 cm plove na vodě, přičemž je ponořena právě do poloviny svého objemu. Určete její hmotnost.

8. Plavec o hmotnosti 50 kg se potopil do hloubky 3 m, kde se postavil na dno bazénu. Jak velkou tlakovou silou působil na dno bazénu? Průměrná hustota lidského těla je a) při vydechnutí 1 050 kg/m3, b) při nadechnutí 1 000 kg/m3.