Fyzika modelovky - těleso v kapalině
Těleso objemu 40 ml a hmotnosti 80 g klesá ke dnu nádoby s vodou (r=1000 kg.m3) konstantní rychlostí 6 cm.s-1. Jaká celková síla pusobí na těleso proti směru jeho pohybu?
Ještě by mě na tomto příkladu zajímalo, jak je to s hydrostatickou sílou. Někde jsem četl, že rozdíl hydrostatické síly působící na těleso zespoda (je ve větší hloubce = je větší) a hydrostatické síly působící na těleso zhora (je v menší hloubce = je menší) se rovná vztlakové síle? Tudíž hydrostatická síla ve výsledku vždy tlačí těleso nahoru?
A ještě obecně k těmto příkladům, dá se to počítat tak, že když těleso klesá, tak je tíhová síla větší než vztlaková, (např. 0,8 N a 0,4 N) a postupně se ke vztlakové síle přidává ještě tření, které nakonec síly vyrovná 0,8 N = 0,8 N? A naopak, když by těleso stoupalo, (Fvz větší než Fg) se naopek tření "přidá" k síle tíhové a opět se vyrovnají? Děkuju za odpovědi.
Ještě by mě na tomto příkladu zajímalo, jak je to s hydrostatickou sílou. Někde jsem četl, že rozdíl hydrostatické síly působící na těleso zespoda (je ve větší hloubce = je větší) a hydrostatické síly působící na těleso zhora (je v menší hloubce = je menší) se rovná vztlakové síle? Tudíž hydrostatická síla ve výsledku vždy tlačí těleso nahoru?
A ještě obecně k těmto příkladům, dá se to počítat tak, že když těleso klesá, tak je tíhová síla větší než vztlaková, (např. 0,8 N a 0,4 N) a postupně se ke vztlakové síle přidává ještě tření, které nakonec síly vyrovná 0,8 N = 0,8 N? A naopak, když by těleso stoupalo, (Fvz větší než Fg) se naopek tření "přidá" k síle tíhové a opět se vyrovnají? Děkuju za odpovědi.
Odpovědi
Diskuze
Hydrostatická síla je síla daná sloupcem kapaliny nebo plynu o hustotě: ρ, který je na sebe navršen do výšky: h, do výšky: h.
p=h*ρ*g
Vlivem vysokých tlaků může docházet ke stlačování plynu nebo kapaliny a tím roste jejich hustota, ale toto se ve většině školních příkladů nepočítá.
Ovšem pohybem tělesa v plynu nebo v kapalině se projevuje při určitých rychlostech odpor prostředí a ten už význam má:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Odpor_prost%C5%99ed%C3%AD
Takže pro tento školní příklad bych rovnováhu sil popsal takto:
ρk - hustota kapaliny nebo plynu
mk - hmotnost vytlačené kapaliny
V - objem ponořeného tělesa
g - gravitační zrychlení
mt - hmotnost tělesa
ρt - hustota tělesa
V - objem ponořeného tělesa
Fv=mk*g=ρk*V*g; síla vztlaková
Fg=mt*g=ρt*V*g; síla tíhová, gravitační
Fo=1/2*C*ρk*v²; síla odporu prostředí
rovnováha sil nastane při:
Fg = Fo+Fv
ρk*V*g = 1/2*C*ρk*v² + mt*g
"Třecí síla" (vizkozita) se také uplatňuje ale v tomto případě ji tam nezahrnuji.