Tlak na stěnu akvária (mnoho fotografií).
Kontrola domácího úkolu. 1. Určete tlak v hloubce 0,6 m ve vodě, petroleji a rtuti. p — ? g = 10 N/ kg h = 0 m ρ в = 6 kg/m1000 ρ к = 3 kg/m800 ρ рт = 3 kg/m13600 Plán: Řešení: p = ρ . g . h P × = 3. 1000. 10 = = 0 Pa p к = 6 6000. 8. 00 = = 10 Pa p рт = 0 6. 4800. 136 = = 00 10 Pa 0
2. Vypočítejte tlak na dno jednoho z nejhlubších mořských příkopů, jehož hloubka je 10 900 m. Hustota mořské vody je 1030 kg/m3. p — ? h = 10 900 m ρ в = 1030 kg/m3 g = 10 N/kg Plán: p = ρ . g . h Řešení: p = 10³ (3⁻¹) = = 0 10 10 Pa = = 900 MPa³
ODPOVĚDI: A3; B2; B 1 2345; B 2 16; D1; E1; E11. Jaký je tlak uvnitř kapaliny… A. v nulové gravitaci? B. na Zemi? 21. Tlak je stejný na různých úrovních. 1. Tlak je na různých úrovních různý. 2. Neexistuje žádný tlak. C. Za jaké podmínky tlak kapaliny na dně 3). nezávisí? 1). závisí? 2. Na výšce sloupce. 1. Na tvaru nádoby. 4. Na hmotnosti kapaliny. 2. Na ploše dna nádoby. 5. Na objemu nádoby. 3. Na hustotě kapaliny. D. Jak se změní tlak na dně nádoby, pokud se voda nahradí rtutí o stejné výšce sloupce? D. Dřevěný blok se spustí do nádoby částečně naplněné vodou. Jak se změní tlak vody na dně nádoby? E. Tlak plynu na stěny nádoby 6) se zmenšením objemu; 1) se zvýšením teploty … 2. Zvýší se. 1. Sníží se. 2. Nezmění se. 3
Řešení kvalitativních úloh. 1. Porovnejte hmotnost kapalin a tlak na dno. 2. 5 3
1 2 3. Změní se tlak na dno, pokud se voda nalije z nádoby 2 do nádob 1 nebo 3? 3 Vyberte odpovědi: 1) sníží se; 2) nezmění se; 3) zvýší se. 6
4. Zažívají dva potápěči na dně zálivu stejný tlak? 12 m 20 m 7
5. Nádoby s vodou mají stejnou plochu dna. Ve které z nich je tlak vody na dno větší a kolikrát? Tlak vyvíjený vodním sloupcem na dno ve druhé nádobě je 2krát větší než v první. 1
6. Nádoba s kapalinou je nakloněna. Působí pak kapalina stejným tlakem na boční stěny A a B v bodech ležících na stejné vodorovné rovině? Ano, působí. Podle Pascalova zákona je tlak v jedné rovině stejný ve všech směrech. 9
7. Válcové nádoby jsou vyváženy na váze. Naruší se rovnováha vah, pokud do nich nalijeme tolik vody, že její povrch bude ve stejné úrovni od dna nádob? Bude tlak na dně nádob stejný? Ano, rovnováha vah bude narušena, protože průřez pravé nádoby je větší, pak bude hmotnost vody v pravé nádobě větší, proto pravá nádoba bude převažovat. Tlak vody na dně nádob bude stejný, protože tlak v tomto případě závisí na h (podle podmínky h1 = h2). 10
8. Hladina vody v nádobách je stejná. Bude voda téct z jedné nádoby do druhé, když otevřete kohoutek? Ne. Kapalina nebude téct z jedné nádoby do druhé, protože hladina kapaliny je stejná, a proto je stejný i tlak v kohoutku. 11
9. Do plastového sáčku se nalije voda. Co ukazují dynamometry: tlak nebo síly působící na stoly dynamometru? Šípka pravého dynamometru je zakryta listem papíru. Jaký je údaj na pravém dynamometru? Změní se údaje dynamometru, pokud se do sáčku přidá (nalije) voda? Zdůvodněte svou odpověď. 12 Dynamometry ukazují sílu tlaku kapaliny na boční stěny sáčku s vodou. Jejich údaje jsou stejné a rovny 70 N. Pokud se do sáčku přidá voda, údaje dynamometru se zvýší, a pokud se voda vylije, údaje se sníží.
Naučte se číst grafy. 1. Z grafu určete hloubku ponoření tělesa v jezeře odpovídající tlaku vody 100, 300 a 500 kPa. h 1 = 10 m h 2 = 30 m h 3 = 50 m 13
14 2. Z grafu určete hloubku ponoření tělesa do jezera, která odpovídá tlaku vody 250, 500, 625 kPa. Jaký je tlak vody v hloubce 100 m? h 1 = 25 m h 2 = 5 m h 0 = 3 m p = 62,5 kPa
3. Určete hustoty kapalin 1, 2, 3 podle grafů (kapaliny jsou pro snazší výpočet podmíněné). 15
Řešení výpočtových úloh. 1. Akvárium je naplněno vodou až po okraj. Jakou silou tlačí voda na stěnu akvária o délce 50 cm a výšce 30 cm? F av = ? l = 50 cm h = 30 cm ρ в = 1000 kg/m3 g = 10 N/kg SI 0,5 m 0,3 m Řešení: ρ F av = p av . SP av = p / 2 F av = p . S 2 p = ρ . g . h S = l . hp = 1000 . 10 . 0 , 3 = 3 000 Pa F av = 3000 . 0 , 3 . 0,5 2 = 225 N 16
2. Určete výšku hladiny vody ve vodárenské věži, pokud tlakoměr instalovaný u její paty ukazuje tlak 220 000 Pa. h = ? p = 220 000 Pa Plán: p = ρ. g. hh = p ρ . g ρ in = 1000 kg/m3 g = 10 N/kg Řešení: h = 220 000 Pa 1000 kg/m3. 10 N/kg = = 22 m 17
Obrázek znázorňuje fotbalový měchýř připojený ke svislé trubici obsahující vodu. Na měchýř je umístěna deska a na ni je umístěno závaží o hmotnosti 5 kg. Výška vodního sloupce v trubici je 1 m. Určete plochu kontaktu mezi deskou a měchem. Odpověď: 0,005 m² Řešení: Tlak vodního sloupce, který se rovná tlaku vzduchu uvnitř měchu, lze vypočítat pomocí vzorce p = ρ gh p = 2 N/kg . 10 kg/m³, 1000 m ≈ 3 kPa Tlak desky na měchýř je p = Fd / S. Proto S = Fd / p, kde Fd = mg. Fd = 1 kg . 10 N/kg ≈ 5 N. S = 10 N: 50 50 Pa ≈ 10 m² = 000 cm² 0,005
Víte, že. A. tlak v kapalinách a plynech se přenáší všemi směry beze změn, B. tlak na dno a stěny nádoby nezávisí na jejím tvaru, C. tlak kapaliny na dno nádoby závisí na výšce sloupce kapaliny, D. tlak na stěny nádoby se zvyšuje se zvyšující se výškou sloupce kapaliny, D. velikost tlaku závisí na hustotě kapaliny. Který z následujících příkladů můžete tyto vlastnosti použít k potvrzení? 1. Pokud nalijete vodu do skleněné zkumavky s gumovým dnem, pak se s rostoucí výškou sloupce kapaliny film více ohne. 2. Papírový kelímek od zmrzliny se neroztrhne, pokud nalijete vodu, ale pokud nalijete rtuť, roztrhne se. 3. V horních částech vysokých vodárenských věží mají trubky tenčí stěny než vodovodní trubky dole. 4. Fotbalová duše a mýdlové bubliny mají tvar koulí. 5. Dna kbelíku a džbánu zažívají stejný tlak, pokud se do nich nalije voda do stejné výšky. Odpovědi: A4; B5; B1; G3; D2. 18
Domácí úkol. Úkoly č. 688, 692 Děkuji za vaši práci!
Tlak na stěnu akvária je důležitým aspektem při výběru a instalaci akvária. Nesprávné rozložení tlaku může vést k destrukci stěn a úniku vody. V tomto článku se budeme zabývat tím, jak správně vypočítat tlak na stěnu akvária a zajistit jeho bezpečnost.
Výpočet tlaku
Pro výpočet tlaku na stěnu akvária je nutné vzít v úvahu nejen hmotnost vody, ale také hloubku akvária, materiál stěn a další faktory. Existuje několik způsobů, jak vypočítat tlak, včetně použití speciálních vzorců a online kalkulaček. Při výběru akvária si nezapomeňte ověřit informace o jeho přípustném zatížení a správném rozložení hmotnosti.
Bezpečnost akvária závisí na správném výpočtu tlaku na stěnu. Nezapomeňte sledovat stav akvária a pravidelně ho kontrolovat.