MECHANIKA‎ > ‎

Vztlaková síla v kapalinách a plynech - Archimédův zákon

VZTLAKOVÁ SÍLA, ARCHIMÉDŮV ZÁKON

Z praxe a zkušenosti víme, že tělesa ponořená v kapalinách jsou nadlehčována.


Určení velikosti síly, která těleso nadlehčuje (viz obr):


na těleso v kapalině působí tlaková síla

horní stěna: F´= p´.S = h´.ρ.g.S

spodní stěna: F´´ = p´´.S = h´´.ρ.g.S


a protože h´´ > h´

musí být F´´ > F´


potom výsledná síla     F = F´´ - F´

F = h´´.ρ.g.S - h´.ρ.g.S = (h´´- h´).S.ρ.g = h.S.ρ.g = V.ρ.g



VZTLAKOVÁ SÍLA             FVZ = V.ρ.g

V ... objem ponořeného tělesa,     ρ ... hustota kapaliny,     g ... tíhové zrychlení

Těleso ponořené v kapalině je nadlehčováno hydrostatickou vztlakovou silou, jejíž velikost se rovná tíze kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa.

ARCHIMÉDŮV ZÁKON
(platí v kapalinách i plynech)

PODÍVEJ SE (Java Applet Walter Fendt)

CHOVÁNÍ TĚLES V KAPALINĚ (PLOVÁNÍ TĚLES)

Víme: na pevné těleso, které je v kapalině v klidu, působí
  • tíhová síla FG směrem svisle dolů
  • vztlaková síla FVZ směrem svisle vzhůru
pro velikosti jednotlivých sil platí:
FG = m.g = ρT.V.g          ρT = hustota tělesa,          V = objem tělesa
FVZ = V.ρK.g                  ρK = hustota kapaliny,      V = objem tělesa

potom podle vzájemné velikosti těchto dvou sil (lépe jejich výslednice) mohou nastat tyto případy:

1. možnost

FG > FVZ


těleso klesá ke dnu


tento případ nastane tehdy, jestliže
ρT > ρK
2. možnost

FG = FVZ


těleso se vznáší v kapalině


tento případ nastane tehdy, jestliže
ρT = ρK
3. možnost

FG < FVZ


těleso stoupá k volné hladině
a částečně se vynoří

tento případ nastane tehdy, jestliže
ρT < ρK