Potápění, plování a vznášení se stejnorodého tělesa v kapalině

Fyzika 72 Mechanické vlastnosti kapalin a plynů2.7 Potápění, plování a vznášení se stejnorodého tělesav kapalině.Na každé těleso ponořené dokapaliny působí dvě síly.Svisle vzhůru působí vztlakovásíla F vz . Svisle dolů působígravitační síla F g . Výslednicetěchto sil má na tělesopohybový účinek. Pro tělesozcela ponořené v kapalině platímožnosti uvedené v následující tabulce.Vztah hustotytělesa ρ a hustotykapaliny ρkVztah silpůsobící natělesoVýslednice silChování tělesav kapaliněρ > ρk Fg > Fvz směřuje svisle dolů potápí seρ < ρk Fg < Fvz směřuje svisle vzhůru stoupáρ = ρk Fg = Fvz je nulová vznáší seKdyž je ponořena pouze částtělesa, říkáme, že tělesov kapalině plove. Při plování sevynoří taková část tělesa, žegravitační síla Fg a vztlaková sílaFvz působící na těleso jsouv rovnováze.

Příklad:Krychle z ledu má objem 1 dm 3 . Hustota ledu je 917 kgm. Led plave ve vodě ohustotě 1000 kgm. Jaká část ledu je vynořená?Řešení:ρ l = 917 kgmρ v = 1000 kgmV = 1 dm 3 = 0,001 m 3V' = ? dm 3 (objem ponořené části ledové krychle)Krychle má objem 1 dm 3 , její hrana měří 1 dm.m l = ρ l ∙ V (kg) (hmotnost ledu)m l = 917 ∙ 0,001 (kg)m l = 0,917 kgF g = 9,17 N (gravitační síla působící na led)F g = F vz (Gravitační i vztlaková síla působící na kostku musí být v rovnováze.Pokud by jedna síla byla, větší kostka by se uvedla do pohybu, dokud by sílynebyly opět v rovnováze.)F vz = V’ρ v g9,17 = V‘ ∙ 1000 ∙ 10V‘ = 9,17 : 10000 (m 3 )V‘ = 0,000917 m 3 = 0,917 dm 3Protože hrana krychle měří 1 dm, pod hladinou se nachází 0,92 dm. Nadhladinou je 0,08 dm tj. 8 mm.Zdroje obrázků:http://www.vyukovematerialy.cz/fyzika/7/kapaliny/vztlakka.htm