Spojené nádoby

14. 8. 2012, 12:13

21. 1. 2013, 20:00

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

Spojené nádoby o ramenech s různým průřezem, mírně obarvená voda.

Postup

• Do spojených nádob nalijeme slabě obarvenou vodu. Pozorujeme, že výška hladin je v jednotlivých ramenech ve stejné výšce.

Obr. 1 Spojené nádoby

Video

Závěr

Výška hladin ve spojených nádobách nezávisí na průřezu a tvaru ramen. Volné povrchy kapaliny ve všech ramenech spojených nádob, bez ohledu na jejich tvar, zaujímají stejné výšky nad jejich společným dnem.

Poznámky

• Spojené nádoby si lze jednoduše vyrobit, kdy dvě skleněné trubičky spojíme hadicí. Do těchto spojených nádob vlijeme mírně obarvenou vodu, aby sahala asi do poloviny výšky obou skleněných ramen. Na tomto principu funguje např. hadicová vodováha, což je jednoduchý nástroj pro vyměření roviny např. na stavbě.
• Mnoho zařízení běžného života využívá princip spojených nádob. Jedním z příkladů je splachovací záchod. Voda v nádržce toalety je nad úrovní vody v míse, po spláchnutí proudí voda do nádržky díky principu spojených nádob. Princip spojených nádob se používá i při zabránění pronikání zápachu z toalety a sifónu do místnosti.
• Dalším příkladem, kde se využívá princip spojených nádob, jsou plavební komory.
• Princip spojených nádob lze využít při zjišťování hustoty neznámé kapaliny v U-trubici.

Diskuze (0)

Fotogalerie (1)

Videogalerie (1)