Vztlak: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah
Peko (diskusia | príspevky)
d Posledné úpravy používateľa 87.197.2.234 (diskusia) vrátené; bola obnovená posledná úprava Rios
+text
Riadok 1:
'''Vztlak''' je fyzikálny jav spočívajúci v nadnášaní [[teleso|telesa]] v [[tekutinakvapalina|tekutinekvapaline]] alebo [[plyn]]e v smere opačnom ako je [[gravitačná sila]]. Jav sa opisujeprejavuje '''vztlakovou silou''', čo je [[sila]], ktorá takto nadnášanadnášajúca teleso v tekutinekvapaline.
 
'''Delenie'''
Rozlišuje sa:
* '''[[#Hydrostatický vztlak|hydrostatický]]''' ako dôsledok rozdielu veľkosti [[hydrostatický tlak|hydrostatických tlakových síl]] v rôznych [[hĺbka|hĺbkach]],
*[[statický vztlak]] - rovná sa tiaži telesom vytlačenej tekutiny
* '''[[dynamický#Dynamický vztlak|dynamický]]''' -ako vztlakdôsledok vznikajúciodporu prostredia (kvapaliny, plynu) pri obtekaní[[pohyb]]e telesa tekutinouprostredím.
 
== Hydrostatický vztlak ==
Hydrostatický vztlak vzniká ako dôsledok [[tiaž|tiažovej sily]], rozdielom [[hydrostatický tlak|hydrostatických tlakov]] na spodnej a hornej časti telesa - tlak na spodnej časti telesa je väčší, pretože spodná časť telesa je vo väčšej hĺbke. Vztlaková sila sa vyskytuje nie len v kvapalinách, kde sa označuje ako hydrostatická vztlaková sila, ale tiež v [[plyn]]och, kde sa nazýva '''aerostatická vztlaková sila''' ('''aerostatický vztlak''').
 
Hydrostatický vztlak smeruje vždy proti smeru tiažovej sily, tedy hore. Jeho veľkosť závisí na [[objem]]e ponorenej časti telesa a na [[hustota|hustote]] kvapaliny (samozrejme tiež na [[tiažové zrýchlenie|tiažovom zrýchlení]]). Nezávisí na hĺbke alebo celkovom objeme kvapaliny, ani na hustote alebo [[hmotnosť|hmotnosti]] telesa.
 
Veľkosť vztlakovej sily teda závisí:
#* priamo úmerne od [[hustota|hustoty]] kvapaliny
#* priamo úmerne od [[objem]]u telesa
 
=== Definícia ===
[[Obrázok:Hydrostaticky vztlak.svg|thumb|Hydrostatický vztlak]]
Ak máme v [[kvapalina|kvapaline]] s [[hustota|hustotou]] <math>\rho</math> [[tuhé teleso|tuhé teleso]] tvaru [[hranol]]a s podstavou o [[obsah]]u <math>S</math> a [[výška|výškou]] <math>h</math>. Toto teleso je v kvapaline ponorené tak, že podstavy sú vodorovné. Na všetky steny tohoto tuhého telesa pôsobí kvapalina [[hydrostatický tlak|tlakovou silou]]. Sily, ktoré pôsobia na bočné steny, sú rovnako veľké, avšak opačného smeru. Pokiaľ neuvažujeme [[deformácia|deformačný]] účinok týchto síl na tuhé teleso, tak môžeme povedať, že sa tieto sily vzájomne vyrušia.
 
Horná podstava sa nachádza v hĺbke <math>h^\prime</math>. Na túto podstavu pôsobí podľa tlaková sila <math>F^\prime = Sh^\prime\rho g</math>, která smeruje dole. Spodná podstava sa nachádza v hĺbke <math>h^{\prime\prime} = h^\prime+h</math>. Tlaková sila, ktorá pôsobí na spodnú podstavu, je <math>F^{\prime\prime} = Sh^{\prime\prime}\rho g</math> a smeruje zvislo hore.
 
Výsledná vztlaková sila je súčtom sily pôsobiacej na spodnú podstavu a na hornú podstavu, tzn.
:<math>F_\mbox{vz} = F^\prime + F^{\prime\prime} = (h^{\prime\prime} - h^\prime)\rho gS = hS\rho g</math>.
 
Pre objem hranolu platí <math>V=Sh</math>. Dosadením do predchádzjúceho vzťahu dostaneme výraz pre hydrostatickú vztlakovú silu, ktorý platí nie len pre hranoly, ale pre teleso všeobecného tvaru.
: <math> F_\mbox{vz} = F_gV\rho - Fg \,</math>, pričom:
kde <math>\rho</math> označuje [[hustota|hustotu]] kvapaliny, <math>V</math> je [[objem]] ponorenej časti telesa a <math>g</math> je [[gravitačná konštanta|gravitačné zrychlenie]].
 
===Použitie===
Hydrostatický (aerostatický) vztlak umožňuje plavbu [[loď|lode]] (rozdiel medzi vztlakovou silou a [[gravitačná sila|gravitačnou silou]] pôsobiaci na teleso popisuje [[plávanie]]) a [[lietanie]]. Lietadlá ľahšie ako [[vzduch]] (tzv. [[aerostat]]y), napr. [[balón]], [[vzducholoď]]. [[Ryby]] (a ponorky) sú schopné pomocou vztlaku riadiť svoj pohyb pod vodou.
 
Hydrostatická vztlaková sila má dôležitú rolu pri odvodení [[Archimedov zákon|Archimedovho zákona]].
 
==Dynamický vztlak==
'''Dynamický vztlak''' vzniká vzájomným dynamickým pôsobením pri [[pohyb]]e telesa v [[tekutina|tekutine]] (plyne) v dôsledku [[odpor prostredia|odporu]], ktorý kladie prostredie (tekutina – [[plyn]] resp. [[kvapalina]]) proti pohybu telesa.
 
Pri pohybe telesa (v typickom prípade [[krídlo|krídla]]) sa na základe [[3. Newtonov pohybový zákon|3. Newtonovho zákona]] k sile, ktorou teleso pri pohybe pôsobí na okolný vzduch, vytvára [[reakčná sila]], ktorou okolný vzduch pôsobí na teleso.
 
===Využitie===
Kvôli aerodynamickému vztlaku môžu lietať lietadlá ťažšie ako vzduch.
 
Vztlaková sila <math>F_{vz} \,</math> má opačný smer ako gravitačná sila <math>F_g \,</math>.
 
Pri pokusnom určení vztlakovej sily:
: <math> F_{vz} = F_g - F \,</math>, pričom:
*F<sub>g</sub> - sila nameraná [[silomer]]om na vzduchu
*F - sila nameraná silomerom keď je teleso ponorené v kvapaline
 
Veľkosť vztlakovej sily závisí:
# priamo úmerne od [[hustota|hustoty]] kvapaliny
# priamo úmerne od [[objem]]u telesa
 
{{Fyzikálny výhonok}}
[[Kategória:Mechanika tekutín]]