Fyzika - vztlaková síla

Veru419.06.2015 10:24 Nahlásit
Dobrý den,
chtěla bych se zeptat, když mám nějaký válec ponořený ve vodě, který vyčnívá nad hladinu a na něm je zavěšeno nějaké těleso. Jak se určí vztlaková síla této soustavy, když to určité těleso vložím do válce? Mám zadanou výšku válce, která vyčnívá nad hladinu. Mám k tomu už také vypočtenou výšku vyčnívající části válce, která se změnila po vložení určitého tělesa do válce. Jak se prosím postupuje dál?

Mockrát děkuji za pomoc !!!

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Cenobita.19.06.2015 11:46 (Upr. 19.06.2015 11:46) Nahlásit
Problém by nebyl dokud nebylo řečeno "na něm je zavěšeno nějaké těleso" to trošku mění tu vyšetřovanou soustavu - to by se muselo upřesnit jak je zavěšeno.

Úloha se "asi" řeší:

1. s válcem bez vloženého tělesa (je známý ponor h11, nad hladinou je výška h12)

2. s válcem s vloženým tělesem (je známý ponor h21, nad hladinou je výška h22)

Jestli je to tak tak to spočítám.

---
Cenobita.19.06.2015 11:56 (Upr. 19.06.2015 13:14) Nahlásit
Pokud by byl válec hmotný s hmotností m1 a s objemem V=S*(h21+h22) a s vloženým tělesem o hmotnosti m2 tak by se to počítalo takto:

G=Fv

(m1+m2)*g=ρ*V*g
(m1+m2)=ρ*(S*h21)

Pokud by byl válec hmotný s hmotností m1 a s objemem V=S*(h11+h12) a bez vloženého tělesa o hmotnosti m2 tak by se to počítalo takto:

m2=0

(m1)*g=ρ*V*g
(m1)=ρ*(S*h11)

máme dvě rovnice ze dvou pokusů (bez vloženého a s vloženým tělesem) rovnice se spojí:

(m1+m2)=ρ*(S*h21)
(m1)=ρ*(S*h11)

---

(m1+m2)/h21=m1/h11

---

Tato rovnice popisuje poměr ponorů h11 (bez tělesa) ku ponoru h21 (s tělesem)

h11/h21=m1/(m1+m2)

z měření budou známy buď hmotnosti nebo ponory, řešením rovnice získáme chybějící veličinu a vztlakovou sílu Fv1 (bez tělesa) vypočítáme takto:

Fv1=(m1)*g=ρ*V*g

a vztlakovou sílu Fv2 (s tělesem) vypočítáme takto:

Fv2=(m1+m2)*g=ρ*V*g
Veru419.06.2015 12:31 Nahlásit
Problém je, že ten válec nemá žádnou hmotnost. A gravitační sílu toho válce zanedbáváme. Ten válec plave v určité výšce, která je zadaná. Zavěšené těleso na válci je na dně. Je u něho zadaná pouze hmotnost a hustota.
Veru419.06.2015 12:33 Nahlásit
Kdyby jste nevedeli pomoct nevadí i tak děkuji za ochotu :)!
Cenobita.19.06.2015 13:13 (Upr. 19.06.2015 13:15) Nahlásit
OK tak jak je zavěšeno ? Visí ze dna pod válec do hlubiny na provázku nebo je vloženo uvnitř válce ? Tj. se vyndá a vložní dovnitř ? A co je zadáno, nejprve v zadání žádné hustoty nebyly. To je důležité vědět jaké je zadání.
Veru419.06.2015 14:13 Nahlásit
no prvním případě je těleso zavešeno a pak následně je vloženo dovnitř nádoby. Měla jsem zjistit, jaká je jakby výšku vyčnívajícího válce nad hladinou, když se vloží do válce to těleso o zadané hmotnosti a hustotě. To jsem vypočetla. Ale nevím, jak určit tu vztlakovou sílu soustavy, když se těleso vloží do toho válce.
Cenobita.19.06.2015 16:20 (Upr. 19.06.2015 16:42) Nahlásit
Na obrázku je uvedeno h2 jako by hloubka vody ke dnu, ale tato vzdálenost nemá pro vztlakovou sílu význam, důležitá je hloubka ponoru, proto obrázek přeznačím tak že výška upoutaného válce bude h, kde h11 bude ponořená část válce - ponor a h12 bude část válce nad hladinou. Hloubka ode dna nehraje roli.

Dáno: Hmotnost válce je nulová, ale má objem V (který neznáme a neznáme ani plochu podstavy S - dna válce).

1. důležitá informace je, že těleso zavěšené na válec (hmotnosti m) klesne ke dnu, provázek, který válec jako bóji poutá je napínán vztlakovou silou:

Fv=ρk*V*g (ρk - hustota kapaliny, V - objem ponořené části válce, g - grav. zrychlení Země)

S=π*r*r

Fv1=ρk*V*g
Fv1=ρk*S*(h11)*g
Fv1=ρk*π*r*r*(h11)*g
====================

nyní vezmeme těleso co je u dna a vložíme ho do válce

Vztlaková síla bude (bude snížena o přítěž, kterou je těleso o hmotnosti m), ponor tělesa bude jiný h21 :

Fv2=ρk*V*g - m*g
Fv2=ρk*(π*r*r*h21)*g - m*g
==========================

pokud vyjde Fv2 kladné, těleso plave
pokud vyjde Fv2 záporně, těleso se potopí plave (takto by to vyjít nemělo, ale neznám zadané hodnoty hmotností a ponorů)
Veru419.06.2015 16:36 Nahlásit
no akorát v obrázku mám naznačené také, že je zadaný průměr nádoby z toho by se dal vypočítat objem nebo ne? a dalo by se počítat dále?
Cenobita.19.06.2015 16:39 (Upr. 19.06.2015 17:17) Nahlásit
Ano dalo, já ten poloměr z obrázku nepoznal.

S=π*r*r

doplním řešení nahoru.

---

Nebo jinak:

Pokud je těleso hmotnosti m, o výšce h u hladiny, a je z části h1 ponořené, h2 je nad hladinou tak platí:

ρk*V*g = m*g
ρk*S*h1*g = m*g

ρk*π*r*r*h1 = m
===============

h1=m/(ρk*π*r*r)
===============
Veru419.06.2015 17:22 Nahlásit
Mockrát děkuji za pomoc! Vyšlo to záporně, ale ono ty výsledky většinou vychází záporně, takže je to dost pravděpodobné. A počítala jsem prosím správně vztlakovou sílu toho zavěšeného tělesa ?
Fvz=ro*g*V(tělesa)=ro(kapaliny)*g*m/(ro(tělesa))???
Přidat komentář do diskuze ▾