Hydrostatická tlaková síla, hydrostatický tlak

03.04.2013 20:46

test hydrostatická tlaková síla - zde   test hydrostatický tlak - zde

Kapalina v nádobě působí na dno nádoby, stěny nádoby, ale také na libovolnou plochu uvnitř nádoby tzv. hydrostatickou tlakovou silou, jejíž směr je vždy kolmý na libovolnou plochu uvnitř nádoby. 

Původ této síly  je v působení gravitační síly Země na kapalinu

Hydrostatickou tlakovou sílu značíme symbolem Fh (velké ef s indexem há)

Velikost hydrostatické tlakové síly je tím větší, čím větší je:

  • Obsah plochy - S, na níž síla působí
  • Hloubka kapaliny - h, v níž se plocha nachází
  • Hustota kapaliny – ρ
  • Intenzita gravitačního pole – g (na Zemi g = 10 N/kg)

Fh = S . h . ρ . g

Naplníme-li několik nádob různého tvaru, ale se stejným obsahem dna, stejnou kapalinou do stejné výšky, bude „paradoxně“ na dna nádob působit stejná hydrostatická tlaková síla – tzv. hydrostatické paradoxon – tzn. že nezáleží na množství kapaliny v nádobě

 

Poznámka: Podle tohoto vztahu můžeme vypočítat hydrostatickou tlakovou sílu působící na vodorovnou plochu (např. dno nádoby – je v konstantní hloubce). Síla působící na svislou plochu (např. stěny nádoby) se bude měnit podle hloubky, v níž se daná část stěny nachází.

 

Vydělíme-li hydrostatickou tlakovou sílu, působící na danou plochu, velikostí této plochy, získáme tzv. hydrostatický tlak – tlak vyvolaný vlastní tíhou kapaliny.

Hydrostatický tlak značíme symbolem ph  (malé pé s indexem há)

       ph = h . ρ . g

Hydrostatický tlak v kapalině je přímo úměrný hloubce kapaliny.

Na principu hydrostatického tlaku fungují i spojené nádoby – hladina kapaliny se ustálí ve všech ramenech ve stejné výšce – ve všech ramenech musí bát stejný hydrostatický tlak. Využití – např. sifon kuchyňské výlevky, vodoznak kotle nebo varné konvice, plavební komora (zdymadlo), hadicová libela apod.

Hydrostatický tlak – otázky:

  1. Co je příčinou hydrostatického tlaku?
  2. Na čem závisí hydrostatický tlak?
  3. Napiš vzorec pro výpočet hydrostatického tlaku, vysvětli jednotlivé veličiny.
  4. Proč musí být hráz přehrady u dna širší než nahoře?
  5. Co platí pro hladinu kapaliny ve spojených nádobách? Nakresli.
  6. V jakých jednotkách se měří hydrostatický tlak?Uveď příklady spojených nádob.