Vztlak a vztlak

Ak je telo v tekutine alebo v plyne, zdá sa, že jeho hmotnosť je znížená. Tento jav sa nazýva statický vztlak, sila namierená proti hmotnosti sa nazýva vztlak. Pre telo, ktoré je v kvapaline alebo v plyne:
Vztlaková sila pôsobiaca na teleso sa rovná hmotnosti množstva kvapaliny alebo plynu vytlačeného týmto telesom (Archimedov zákon).
Telo sa potápa, vznáša sa, stúpa alebo pláva v závislosti od pomeru medzi silou hmotnosti nadol a vztlakovou silou nahor.

Gravitačný tlak a kontaktný tlak

# Kontaktný tlak # vysoký tlak # pascal # medveď # atmosféry # tlak vzduchu # hustota

Ak je telo v tekutine alebo v plyne, zdá sa, že jeho hmotnosť je znížená. To sa dá experimentálne dokázať pripojením tela k pružinovému dynamometru, určením jeho hmotnosti a následným ponorením tela do vody. Na dynamometri sa potom zobrazí sila, ktorá je podstatne menšia ako hmotnosť. Sila musí preto pôsobiť proti hmotnosti tela v kvapaline alebo v plyne. Táto sila sa nazýva Vztlak

F A, samotný vzhľad zosilnenie.

Príčina vztlaku

Dôvodom pre vznik vztlaku je rozdielny gravitačný tlak p v rôznych hĺbkach h (obr. 2).

Z dôvodu závislosti gravitačného tlaku na hĺbke platí: p 2> p 1 Pre A 1 = A 2 platí pre tlakové sily z dôvodu F = p ⋅ A: F 2> F 1 Vztlaková sila pôsobiaca na telo je teda: FA = F 2 - F1

Archimedov zákon

Vztlaková sila na telo je väčšia, tým väčší je jeho ponorený objem. Zároveň objem ponoreného telesa vytlačí rovnako veľký objem kvapaliny. Vytlačená kvapalina má určitú hmotnosť, ktorá je väčšia, tým väčší je jej objem. To má za následok vzťah medzi vztlakovou silou na telo a hmotnosťou kvapaliny alebo plynu, ktorý vytláča. Tento vzťah je opísaný Archimedovým zákonom. Hovorí sa:

Pre teleso, ktoré je umiestnené v kvapaline alebo v plyne, platí toto: Vztlaková sila pôsobiaca na teleso sa rovná hmotnosti množstva kvapaliny alebo plynu ním vytlačeného.

Tento zákon prvýkrát prijal ARCHIMEDES zo Syrakúz
(287 pred n. L. - 212 pred n. L.) Objavené. Hmotnosť vytlačenej kvapaliny závisí od jej hmotnosti. Hmotnosť kvapaliny alebo plynu závisí zase od hustoty a objemu, aby bolo možné formulovať aj:

The Vztlak je o to väčší,

čím väčší je objem vytlačenej kvapaliny alebo plynu a
tým väčšia je hustota vytlačenej látky.

Tieto vzťahy je možné znázorniť aj vo forme rovnice. Pre vztlakovú silu pôsobiacu na telo v kvapalinách a plynoch platí toto:

F A = ρ ⋅ V ⋅ g ρ Hustota vytlačenej látky V Objem ponoreného telesa (= vytlačený objem) g Polohový faktor (gravitačné zrýchlenie)

Dôležitosť vztlaku

Hlavný význam vztlaku spočíva v tom, že závisí od toho, či sa telo potápa, vznáša sa, stúpa alebo pláva vo vode alebo vo vzduchu. To hrá úlohu v mnohých oblastiach prírody, technológií a každodenného života, ako ukazujú nasledujúce príklady.

Pre ryby je priaznivé, ak plávajú pod vodou, t. j. samy sa nezdvíhajú, ani neklesajú. To sa dosiahne pomocou plaveckého močového mechúra. Je v ňom toľko vzduchu, že zdvíhacia sila je rovnako veľká ako hmotnosť.

O Lode konštrukcia musí byť taká, aby bezpečne plávali. Aby to tak bolo, musí byť vztlaková sila taká veľká, aby loď aj pri plnom naložení vyčnievala dostatočne ďaleko z vody.

Na plávať Na rôznych vodných plochách je vidieť, že vztlak závisí od toho, či je voda slaná alebo nie. Vztlak v slanej vode je podstatne väčší ako v sladkej vode. Kúpanie je tam jednoduchšie. To súvisí so skutočnosťou, že hustota slanej vody je vyššia ako hustota sladkej vody, a preto je vztlaková sila v slanej vode vyššia ako hustota v sladkej vode s rovnakým objemom tela.
Vztlak má rozhodujúci význam aj pri preprave semien, lietaní v horkovzdušných balónoch a vzducholodiach, pri riadení ponoriek alebo potápaní.

Telá sa potápajú, vznášajú sa, stúpajú a plávajú
Podľa toho, aká veľká je hmotnosť F G tela a vztlaková sila F A pôsobiaca na neho v opačnom smere, môže sa telo potápať, vznášať sa, stúpať alebo plávať v kvapaline alebo v plyne. Vztlaková sila sa rovná hmotnosti množstva kvapaliny alebo plynu vytlačeného telom (Archimedov zákon).

Telo umývadlá ak je váha väčšia ako vztlak.
Príklad: list papiera na vzduchu.
Telo plaváky v určitej hĺbke alebo výške, ak je váhová sila rovnako veľká ako vztlaková sila.
Príklad: ryba v určitej hĺbke.
Telo zvyšuje nahor, ak je váhová sila menšia ako sila na zdvíhanie.
Príklad: lopta, ktorá je zatlačená pod vodu.
Telo pláva, keď je hmotnosť taká veľká ako vztlak, pričom časť tela je mimo kvapaliny.
Príklad: nafukovací čln alebo nafukovací matrac

Podmienky potápania, plávania, stúpania alebo plávania telies možno tiež opísať pomocou hustôt telies a kvapaliny alebo plynu. Za týmto účelom je potrebné vykonať nasledujúce úvahy: Váhová sila telesa závisí od jeho hmotnosti, ktorá zase závisí od jeho hustoty a objemu.

Platí nasledujúce: F G = m K r r p e r ⋅ g = ρ K r p e r ⋅ V K r p e r ⋅ g

Hmotnosť vytlačenej látky a teda vztlaková sila závisí od hustoty a objemu príslušnej látky, napr. B. voda alebo vzduch, v závislosti.
Platí nasledujúce: F A = m F l ⋅ g = ρ F l ⋅ V F l ⋅ g

Pretože objem ponoreného tela a objem posunutej látky sú rovnaké, je vzťah medzi týmito dvoma silami určený hustotou tela a hustotou látky, či už sa telo potápa, vznáša sa, stúpa alebo pláva. Je potrebné poznamenať, že pre telo sa musí vždy brať do úvahy priemerná hustota.
Takže z. B. loď vyrobená z ocele s ťažkým nákladom, pretože jej stredná hustota je menšia ako hustota vody. Oceľ a určite aj náklad lode majú vyššiu hustotu ako voda, musíte si však uvedomiť, že v lodi je tiež veľa dutín so vzduchom, takže stredná hustota lode je menšia ako hustota vody.
Všetky vzťahy sú zobrazené v prehľade na obrázku 5.
Uvádzajú sa aj príklady. Formulácie a príklady sa týkajú vody. Vzťahujú sa však tiež na akékoľvek iné kvapaliny a na plyny, najmä tiež na vzduch.