Hydrostatika Flashcards
Otázka
Odpověď
Co je společná základní vlastnost kapalin a plynů?
Tekutost – částice se v nich snadno přemisťují, látka tak nemá vlastní stálý tvar.
Jaký je rozdíl mezi kapalinami a plyny z hlediska objemu?
Kapaliny mají (v klidu) stálý objem, plyny ne (jsou snadno stlačitelné).
Co je to tlak a jak se definuje?
p = F/S, síla kolmo na plochu S; jednotka pascal (Pa).
Co říká Pascalův zákon?
Tlak vyvolaný vnější silou v uzavřené kapalině je ve všech místech stejný.
Jak funguje hydraulické zařízení (např. lis)?
Využívá Pascalův zákon – malá síla na malém pístu → stejný tlak → větší síla na velkém pístu.
Na čem závisí hydrostatický tlak v kapalině?
p = ρ g h, závisí na hustotě ρ, gravitačním zrychlení g a hloubce h.
Závisí hydrostatický tlak na tvaru nádoby?
Ne, pro stejnou hloubku je stejný – tzv. hydrostatické paradoxon.
Jak se vyjadřuje vztlaková síla?
Fvz = ρ V g, kde ρ je hustota kapaliny a V objem ponořené části tělesa.
Jak zní Archimédův zákon?
Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou rovnou tíze kapaliny stejného objemu.
Kdy těleso plove na hladině?
Pokud má nižší hustotu než kapalina, tj. ρ(tělesa) < ρ(kapaliny).
Co je rovnice kontinuity pro ideální kapalinu?
S·v = konst., objemový průtok je stejný ve všech průřezech.
Jak zní Bernoulliho rovnice (ve vodorovné trubici)?
p + ½ρv² = konst., tedy součet statického a dynamického tlaku je konstantní.
Proč je v užším místě trubice menší tlak a větší rychlost?
Kvůli rovnice kontinuity (větší rychlost) a Bernoulliho rovnici (p + ½ρv² = konst.).
Co je hydrodynamický paradoxon?
Při zúžení může tlak klesnout pod atmosférický a vzniká podtlak (např. nasávání vzduchu).
Jakou rychlost má kapalina vytékající otvorem v hloubce h?
v = √(2gh).
Jaké dva typy proudění rozlišujeme?
Laminární (proudnice rovnoběžné) a turbulentní (vířivé).
Jak se mění odporová síla při laminárním a turbulentním proudění?
U laminárního ∝ v, u turbulentního ∝ v².
Jak zní Newtonův vzorec pro odporovou sílu?
F = ½ C ρ S v², kde C je součinitel odporu, ρ hustota, S průřez, v rychlost.
Jak souvisí tvar tělesa se součinitelem odporu C?
Čím „proudnicovější“ tvar, tím menší C (a nižší odpor).
Proč je dutá polokoule jedním z nejhorších tvarů?
Má vysoký součinitel odporu (C ≈ 1,3), tedy velký aerodynamický odpor.
Jak se liší viskozita kapalin a plynů?
Kapaliny mívají vyšší viskozitu než plyny, ale různou dle druhu kapaliny.
Kdy použijeme předpoklad „ideální kapaliny“?
Při zanedbání stlačitelnosti a vnitřního tření – teoretický model (Bernoulli aj.).
Co je objemový průtok Qv?
Objem kapaliny proteklý průřezem za jednotku času, Qv = S·v.
Jak určíme vztlak v plynu (např. balon)?
Stejně jako v kapalině, Fvz = ρ(plyn) · V · g.
Kdy je hydrostatická síla na dno největší?
Při větší hloubce a hustotě i větším dnu, nezávisí na tvaru nádoby.
Kdy nastává laminární proudění?
Při malých rychlostech či vysoké viskozitě (Reynoldsovo číslo je nízké).
Jak souvisí hustota kapaliny s nadlehčováním tělesa?
Větší hustota kapaliny → větší vztlaková síla.
Proč voda vytéká dolním otvorem rychleji než horním?
Je tam větší hloubka h → vyšší v = √(2gh).
Jak reaguje kapalina v manometru na zrychlené proudění?
Tlak klesne (podle Bernoulliho), hladina se proto změní (nasává či vytlačuje).
Jaký je hlavní rozdíl mezi hydrostatikou a hydrodynamikou?
Hydrostatika studuje kapaliny v klidu (tlak), hydrodynamika jejich proudění (rychlost, odpor).
