Tlak vyvolaný vnější silou

14. 8. 2012, 12:12

18. 6. 2013, 11:00

František Látal

Úvod

Pascalův zákon říká, že tlak vyvolaný vnější silou, která působí na kapalné těleso v uzavřené nádobě, je ve všech místech kapaliny stejný. Tento zákon platí také pro plyny. Nafukujeme-li balón, pneumatiku nebo vzduchové lehátko, napínají se jejich stěny ve všech místech stejně. Tlaková síla působí kolmo na stěny těchto předmětů.

Varianta 1

Pomůcky

Přístroj pro demonstraci Pascalova zákona (obr. 1).

Obr. 1 Přístroj pro demonstraci Pascalova zákona

Postup

• Skleněnou nádobu částečně naplníme slabě obarvenou vodou a vzduchotěsně uzavřeme zátkou, kterou prochází několik skleněných trubic (viz obr. 1).
• Skleněné trubice zasahují do různých hloubek v kapalině a mají otvory ohnuty do různých směrů. Na horní konec jedné trubice je připevněna injekční stříkačka (nebo pryžový balónek).
• Stlačením injekční stříkačky se zvětší tlak vzduchu nad hladinou vody i tlaková síla, kterou působí vzduch na hladinu vody v nádobě. Pozorujeme výšku vody v jednotlivých trubicích.

Video

Závěr

Voda ve všech trubicích vystoupila do stejné výšky, což dokazuje, že se tlak ve vodě zvětšil v různých hloubkách o stejnou hodnotu. Ověřili jsme tedy Pascalův zákon. Tlak vyvolaný v kapalině vnější tlakovou silou, je ve všech místech kapaliny stejný.

Varianta 2

Pomůcky

Přístroj pro demonstraci Pascalova zákona ("ježek"), větší nádoba s vodou.

Postup

• Celý přístroj plníme pod vodou v kádince (pohybujeme pístem, až je malá skleněná baňka s otvory zcela vyplněna vodou).
• Přiměřenou silou tlačíme na píst a pozorujeme, že tlaková síla, kterou působí píst na kapalinu, se v ní přenáší ve všech směrech stejně a působí kolmo na stěny nádoby.

Závěr

Experiment demonstruje platnost Pascalova zákona. Žáky upozorníme na okolnost, že voda stříká stejně prudce i ve směru, který je opačný než směr tlakové síly pístu na vodu.

Poznámky

• Přístroj pro demonstraci Pascalova zákona z obrázku 1 si lze vytvořit např. z PET lahve, do které přes vršek umístíme několik trubiček a vše vzduchotěsně utěsníme např. pomocí tavné pistole.
• O tom, že tlak se v kapalině šíří stejnoměrně všemi směry se můžeme přesvědčit např. také tak, že gumový balónek upevníme (např. vázacím drátem) na skleněnou trubici. Balónek naplníme obarvenou vodou. Bude mít hruškovitý tvar. Vložíme-li balónek do nádoby s vodou, přejde jeho tvar v kulový a v trubici klesne hladina vody do výše hladiny v nádobě.
• Zajímavé videa k tomuto experimentu lze nalézt na následujících webových stránkách:
  http://fyzikalni-experimenty.cz/cz/mechanika/lahev-s-ruzne-zahnutymi-trubickami/
  http://fyzikalni-experimenty.cz/cz/mechanika/model-jezka/

Použitá literatura a zdroje

• BEDNAŘÍK, M., ŠIROKÁ, M.: Fyzika pro gymnázia. Mechanika. vyd. Praha: Prometheus, 2011, ISBN 978-807-1963-820.
• SVOBODA, E.: Pokusy z fyziky na střední škole. vyd. Praha: Prometheus, 1997, ISBN 80-719-6007-1.

Diskuze (0)

Fotogalerie (1)

Videogalerie (1)