30 31

Gdy w ramionach naczyń znajdują się ciecze o różnych gęstościach, wówczas poziom cieczy nie jest jednakowy. Wyższy poziom jest w ramieniu, w którym znajduje się ciecz o mniejszej gęstości.

Prawo Archimedesa

Na każde ciało zanurzone w cieczy (lub w gazie) działa siła wyporu skierowana ku górze, równa co do wartości ciężarowi wypartej cieczy (lub gazu).

Siłę wyporu F_w można obliczyć, korzystając ze wzoru:

F_w PcB^c

gdzie:    p_c - gęstość cieczy,

g - przyspieszenie ziemskie, V_c - objętość wypartej cieczy.

Warunki pływania ciał (jednorodnych)

Ciało pływa po powierzchni cieczy (częściowo w niej zanurzone), jeżeli jego gęstość jest mniejsza od gęstości cieczy. Ciało jest całkowicie zanurzone w cieczy (ale nie opada na dno), gdy jego gęstość jest równa gęstości cieczy. Jeżeli gęstość ciała jest większa od gęstości cieczy, wówczas ciało tonie.

Przykładowe zadania z rozwiązaniami

l Imiejętności sprawdzane za pomocą zadań: analizowanie sytuacji zadaniowej, wykonywanie obliczeń w sytuacjach praktycznych, stosowanie zintegrowanej wiedzy.

li W naczyniu z wodą zanurzono sondę ciśnieniową w kształcie płaskiego cylindrycz nego pudełka połączonego z manometrem. Jedną ze ścian pudełka stanowi cienki błonka gumowa. Sonda reaguje na niewielkie nawet zmiany ciśnienia. Sondę obraca my, nie zmieniając głębokości jej zanurzenia. Czy wskazania manometru będą sic zmieniać? jaki jcsl klciunek parć ia na blonkę w każdym puli< ulu sondy?

• hlpowiedź Wskazania manometru nie będą się zmieniać, ponieważ sonda znajdu-|p się na tej samej głębokości. Kierunek siły parcia jest prostopadły do powierzchni Mońki w każdym położeniu sondy.

II. Dla sytuacji z poprzedniego zadania oblicz wartość siły parcia działającej na gumową Mońkę dla dwóch pozycji sondy: poziomej i pionowej, jeżeli powierzchnia błonki wyno-l '>0 cm², głębokość zanurzenia sondy - 50 cm, ciśnienie atmosferyczne - 1000 hPa, gę-Insć wody - 998 przyspieszenie ziemskie - 10 Ile wynosi samo parcie hydrosta-i\i /ne?

Htwiązanie

I Mile:    Szukane:

S - 50 cm²    F_h = ?

li 50 cm |i,i 1000 hPa

|i 998 %

nrp

< iśnienie działające na błonkę w położeniu poziomym jest równe średniemu ciśnieniu I i.iłującemu na błonkę w położeniu pionowym. Zatem wartość siły parcia w obu poło-•'iii.it li błonki jest taka sama. Kierunek siły parcia jest w każdym wypadku prostopadły do l" wierzchni błonki. Ciśnienie działające na błonkę jest równe sumie ciśnień hydrostatycz-iii i;n ma/ atmosferycznego działającego na powierzchnię wody.

T (p_at + p_h)S = (p_at + p_whg)S = 525 N F_h = P_hS = 24,95 N

Wywieranie ciśnienia w cieczy lub gazie jednakowo we wszystkich kierunkach po-!> c i także na tym, że jeżeli zadziałamy siłą zewnętrzną na fragment powierzchni ogra-• iii 'ująt ej ciecz (gaz), to < iśnienie wzrośnie w całej objętości cieczy (gazu) o tyle samo. i lśnienie lo d/iala jednakowo na i ałą powier/i linię ograniczającą i ieiy (gaz).