sa
 
 

Obsah
  4. Hydrostatická vztlaková sila 4.2 Archimedov zákon - simulácia  

4.1 Archimedov zákon
 
Teleso ponorené do kvapaliny je nadľahčované hydrostatickou vztlakovou silou, ktorej veľkosť sa rovná veľkosti tiaže kvapaliny vytlačenej ponorenou časťou telesa.  Archimedes 
Na teleso pôsobí tiažová sila FG zvisle nadol a pri ponáraní do kvapaliny aj hydrostatická vztlaková sila Fvz zvisle nahor. Výslednicou týchto síl je sila Fv = FG + Fvz . Pritom smer tiažovej sily volíme obvykle za kladný a smer vztlakovej sily záporný. 
 
Demonštrácia Archimedovho zákona
pozri video/animáciu
Demonštrácia Archimedovho zákona Demonštrácia Archimedovho zákona Demonštrácia Archimedovho zákona Demonštrácia Archimedovho zákona Demonštrácia Archimedovho zákona Demonštrácia Archimedovho zákona
zdroj: ODF PF UPJŠ
 
Veľkosť a smer výslednej sily Fv určuje, ako sa bude teleso ponárané do kvapaliny správať:   
  • Pre FG > Fv je Fv = FG – Fvz > 0, sila Fv smeruje zvisle nadol a teleso sa ponára. Veľkosť vztlakovej sily sa pritom so zväčšujúcim objemom ponorenej časti telesa zväčšuje.
  •  Pre FG < Fv je Fv = FG – Fvz < 0, sila Fv smeruje zvisle nahor a teleso sa vynára. Veľkosť vztlakovej sily sa pritom so zmenšujúcim objemom ponorenej časti telesa zmenšuje.
  • Zmena veľkosti vztlakovej sily pri ponáraní, alebo vynáraní telesa danej hmotnosti môže viesť k rovnovážnemu stavu, v ktorom má objem V ponorenej časti telesa takú hodnotu, aby bolo
     Teleso vtedy pláva tak, že sa objem jeho ponorenej a vynorenej časti nemení.
  • Ak je aj po úplnom ponorení telesa vztlaková sila menšia, ako tiažová sila, teleso klesá na dno nádoby.
Pôsobenie síl na ponorené teleso
Môže byť teleso, ktoré je úplne ponorené do kvapaliny nadľahčované väčšou silou ako je jeho tiaž?
Áno. Ak ponoríme "násilím" napr. drevenú paličku úplne pod hladinu kvapaliny. Každé teleso, ktorého hustota je menšia ako hustota kvapaliny pláva, ak je voľne. Ak ho ponoríme do kvapaliny tak, že ponorená časť telesa má väčší objem ako pri plávaní, je vztlaková sila väčšia ako tiaž telesa.
Tuhé teleso ponorené do látky v plynnom skupenstve je rovnako, ako v kvapaline nadľahčované vztlakovou silou. Na teleso s hustotou ρt, ktoré je celým svojim objemom V ponorené v plyne s hustotou ρp pôsobí aerostatická vztlaková sila    FVZ = Vρpg. V tiažovom poli má výsledná sila pôsobiaca na teleso veľkosť:
FV = V(ρt - ρp)g 
Prečo voda vynesie plavca k hladine, ak skočí do hlbokej vody, ale telo topiaceho sa človeka klesá ku dnu?
Ak sa plavec nadýchne, je priemerná hustota jeho tela menšia ako hustota vody. Topiacemu sa človeku sa plnia pľúca vodou a priemerná hustota jeho tela je väčšia ako hustota vody.
Zmení sa ponor lode ak vypláva z rieky na more?
Áno zmení. Ponor lode sa zmenší, lebo hustota morskej vody je väčšia ako hustota riečnej vody a vztlaková sila je priamo úmerná hustote kvapaliny.
 
4. Hydrostatická vztlaková sila 4.2 Archimedov zákon - simulácia
Obsah