ÚČINKY GRAVITAČNÍ SÍLY ZEMĚ NA KAPALINU

1. ÚČINKY GRAVITAČNÍ SÍLY ZEMĚ NA KAPALINU Autor: RNDr. Kateřina Kopečná Gymnázium K. V. Raise, Hlinsko, Adámkova 55

2. Úvod: • Dosud jsme zkoumali působenívnější tlakové síly na povrch kapaliny. • Na kapalinu ale působí takégravitační síla Země. • JAK SE PROJEVÍ ÚČINKY GRAVITAČNÍ SÍLY ZEMĚ NA KAPALINU V KLIDU?

3. Pokus č.1: • pomůcky: • plastová láhev, tenká blána (balónek), voda • postup: • dno plastové láhve uřízneme a místo nějpřipevníme tenkou blánu (část balónku) • do láhve nalijeme vodu • výsledek pokusu: • BLÁNA SE PROHNE VEN, tj. na blánu tlačí voda svisle dolů tlakovou silouF

4. Pokus č.2A: • pomůcky: • plastová láhev, špendlík, voda • postup: • špendlíkem propíchneme v láhviněkolik otvorů v různých výškách • nad širší nádobou či umyvadlemdo láhve nalijeme vodu • výsledek pokusu: • VODA VYTÉKÁ ZE VŠECH OTVORŮ KOLMO KE STĚNĚ LÁHVE, tj. voda tlačí i kolmo na stěny láhve (nejen svisle dolů)

5. Pokus č.2B: • pomůcky: • mikrotenový sáček, špendlík, voda • postup: • do sáčku nalijeme vodu, uzavřeme ho a pozorujeme tvar sáčku • poté do sáčku uděláme malý otvoršpendlíkem • výsledek pokusu: • nejprve pozorujeme, že sáček se zaoblí, což je způsobeno tlakovou silou vody na stěny sáčku • v místě otvoru v sáčku voda vystřikuje kolmo ke stěně sáčkua to i při jakékoli změně tvaru sáčku, dokonce i nahoru

6. Pokus č.3: • pomůcky: • kádinka, trubička, destička na provázku,voda • postup: • k dolnímu okraji trubičky přitisknemedestičku a uvolníme ji • nyní trubičku s destičkou ponoříme do vody a opět ji uvolníme • výsledek pokusu: • ve vzduchu destička od trubičky odpadne • VE VODĚ DESTIČKA NEODPADNE, i když ji nedržíme rukou • kapalina v nádobě působí tlakovou silou kolmo i na plochy ponořené v kapalině

7. Shrnutí pokusů: • V důsledku působení gravitační síly Země působí kapalina v nádobě v klidu tlakovou silou: • na dno nádoby • na stěny nádoby • na plochy ponořené v kapalině

8. Na čem tlaková síla závisí? • ZPĚT K POKUSU č.2A: • Ze kterého otvoru vytéká voda nejprudčeji? • čím je otvor hlouběji pod hladinou, tím prudčeji z něj voda vytéká • ZPĚT K POKUSU č.1: • Místo vody nalijeme do láhve do stejné výšky kapalinu o menší hustotě, např. ethanol. • zjistíme, že blána se působením tlakovésíly ethanoluprohne méně

9. Tlaková síla závisí: • NA HLOUBCE kapaliny h • roste se zvětšující se hloubkou • NA HUSTOTĚ kapaliny • roste se zvětšující se hustotou kapaliny

10. Odvození vztahu: • Urči tlakovou sílu vody na dno nádoby: • Tlaková síla se rovná gravitační síle , kterou Země působí na vodu v láhvi. • Využijeme vztahy: • hmotnost vody: • objem vody:

11. Vzorový příklad: • Zadání: • Jak velkou tlakovou silou působí voda na dno nádoby, jestliže obsah dna je a výška sloupce vody ode dna je . • Řešení:

12. Otázky a úlohy: • Ve které nádobě bude tlaková síla vody na dno VĚTŠÍ a proč? • Dvě nádoby, z nichž jedna má obsah dna třikrát větší než druhá, jsou naplněny vodou do stejné výšky od dna. Odpověď: V nádobě s větším obsahem dna. • Dvě nádoby se stejným obsahem dna jsou naplněny vodou, každá do jiné výšky. Odpověď: V nádobě naplněné do větší výšky. • Dvě nádoby se stejným obsahem dna jsou naplněny kapalinami s různými hustotami (např. vodou a lihem). Odpověď: V nádobě s kapalinou o větší hustotě.

13. Otázky a úlohy: • Ve třech sklenicích o stejném obsahu dna ale jiném tvaru, je nalita voda do stejné výšky. Odpovědi vždy zdůvodni. • Jsou hmotnosti vody ve sklenicích stejné nebo různé? odpověď: různé, mají různé objemy • Jsou velikosti gravitačních silpůsobících na vodu ve sklenicíchstejné nebo různé? odpověď: různé, mají různé hmotnosti • Jsou velikosti hydrostatických tlakových sil, kterými působí voda na dna sklenic, stejné nebo různé? odpověď: stejné, shodují se ve všem, na čem tlaková síla kapaliny závisí

14. Otázky a úlohy: • Tři nádoby mají stejný obsah dna. • Ve které z nádob je hydrostatická tlaková síla působící na dno nádoby právě rovna gravitační síle Země působící na kapalinu v nádobě. odpověď: V první nádobě. • Ve které nádobě je gravitační síla, kterou působí Země na kapalinu, větší (menší) než hydrostatická tlaková síla kapaliny na dno? odpověď: větší – v druhé nádobě, menší – ve třetí nádobě

15. Otázky a úlohy: • Poklop ponorky je v hloubce pod hladinou moře. Poklop má obsah . Jak velkou tlakovou silou působí mořská voda na tento poklop. Hustota mořské vody je . Řešení:

16. Otázky a úlohy: • POKUS: • Z větší plastové láhve odřízni vrchní část. Vyrob tak širší nádobu a nalij do ní vodu. • Podobně odřízni vrchní část z menší plastové láhve a špendlíkem do ní udělej několik otvorů. • Uříznutou menší plastovou láhev ponořuj do vody. Popiš a vysvětli, co pozoruješ. Odpověď: Malými otvory bude vtékat do malé nádobyvoda, což je způsobeno hydrostatickou tlakovou siloukapaliny ve větší nádobě na stěnu menší nádoby .