Hydrostatické paradoxon

14. 8. 2012, 12:13

17. 6. 2013, 14:00

František Látal

Úvod

V tíhovém poli Země působí na každou částici kapaliny tíhová síla. Výsledkem tohoto působení na kapalinu je hydrostatická tlaková síla $F_{\rm h}$. Velikost hydrostatické tlakové síly $F_{\rm h}$, kterou působí kapalina v hloubce $h$ na dno nádoby o plošném obsahu $S$ je dána vztahem \begin{equation} F_{\rm h} = \rho Shg,\label{eq:rce1} \end{equation} kde $\rho$ je hustota kapaliny a $g$ velikost tíhové zrychlení v daném místě.

Tlak v kapalině vyvolaný hydrostatickou tlakovou silou se nazývá hydrostatický tlak $p_{\rm h}$. Hydrostatický tlak v hloubce $h$ pod volným povrchem kapaliny je dán vztahem \begin{equation} p_{\rm h} = \frac{F_{\rm h}}{S}= h\rho g.\label{eq:rce2} \end{equation}

Pomůcky

Přístroj pro měření hydrostatického tlaku.

Postup

• Do přístroje pro demonstraci hydrostatického paradoxonu (viz obr. 1) upevníme jednu z nádob a nalijeme do ní do určité výšky vodu. Ukazovatelem si označíme výšku vody v nádobě a odečteme (příp. si označíme) údaj na stupnici.
• Opatrně vylijeme vodu a nádobu vyjmeme z přístroje. Při nezměněné poloze ukazovatele postupně do objímky zasuneme zbývající tři skleněné nástavce různých tvarů (které mají stejný obsah dna) a každý naplníme do výšky vyznačené ukazovatelem. Na základě odečtených údajů na stupnici zjistíme, že ve všech čtyřech případech byla hydrostatická tlaková síla působící na dno stejná.

Obr. 1 Hydrostatické paradoxon

Video

Závěr

Velikost hydrostatické tlakové síly závisí na hustotě kapaliny, na obsahu dna a na hloubce pod volným povrchem kapaliny. Přitom však nezávisí na tvaru a celkovém objemu kapaliny. Tento jev se nazývá hydrostatické paradoxon.

Použitá literatura a zdroje

• BEDNAŘÍK, M., ŠIROKÁ, M.: Fyzika pro gymnázia. Mechanika. vyd. Praha: Prometheus, 2011, ISBN 978-807-1963-820.

Diskuze (0)

Fotogalerie (1)

Videogalerie (1)