Најважније из лекције
Сила потиска (\( F_p \)): Делује на свако тело потопљено у флуид и усмерена је вертикално навише.
Узрок настанка: Разлика хидростатичких притисака на доњој и горњој површини тела. Доња површина је дубље, па на њу делује већа сила навише (\( F_2 > F_1 \)).
Формула: \( F_p = F_2 - F_1 \).
Бочне силе: Међусобно се поништавају јер на истој дубини делују једнаке силе супротних смерова.
Флуиди: Сила потиска постоји и у гасовима, али је због знатно мање густине гасова много слабија него у течностима.
Узрок настанка: Разлика хидростатичких притисака на доњој и горњој површини тела. Доња површина је дубље, па на њу делује већа сила навише (\( F_2 > F_1 \)).
Формула: \( F_p = F_2 - F_1 \).
Бочне силе: Међусобно се поништавају јер на истој дубини делују једнаке силе супротних смерова.
Флуиди: Сила потиска постоји и у гасовима, али је због знатно мање густине гасова много слабија него у течностима.
Сила потиска је резултујућа сила којом флуид (течност или гас) делује на потопљено тело, усмерена вертикално навише.
\( F_p \)
\(\text{N}\) (њутн)
Лакше је подићи тежак камен са дна реке или мора него са сувог тла. Такође, потребно је употребити снагу да би се гумена лопта задржала под водом јер је вода потискује нагоре.
Сила потиска делује и у течностима и у гасовима (нпр. ваздуху), али је у гасовима знатно мањег интензитета него у течностима.
Када тело уронимо у воду, у ком смеру на њега делује сила потиска?
Сила потиска увек делује вертикално навише (супротно од смера деловања гравитационе силе).
Сила потиска настаје као последица разлике хидростатичких притисака који делују на различитим дубинама тела:
- Бочне стране: Налазе се на истим дубинама, притисак је једнак, па се хоризонталне силе међусобно поништавају (њихова резултанта је нула).
- Горња и доња површина: Доња површина је на већој дубини од горње, па је хидростатички притисак на њој већи. Због тога је сила \( F_2 \) која делује навише већа од силе \( F_1 \) која делује наниже.
\[ F_p = F_2 - F_1 \]
\( F_p \) – сила потиска (\(\text{N}\))
\( F_2 \) – сила притиска течности на доњу површину тела (\(\text{N}\))
\( F_1 \) – сила притиска течности на горњу површину тела (\(\text{N}\))
\( F_2 \) – сила притиска течности на доњу површину тела (\(\text{N}\))
\( F_1 \) – сила притиска течности на горњу површину тела (\(\text{N}\))
Ако течност делује на доњу површину тела силом од \( 38\text{ N} \), а на горњу силом од \( 25\text{ N} \), израчунајте интензитет силе потиска.
Применом формуле:
\[ F_p = F_2 - F_1 = 38\text{ N} - 25\text{ N} = 13\text{ N} \]
Сила потиска износи \( 13\text{ N} \) и делује вертикално навише.
Антички научник Архимед (III век пре н. е.) дошао је до кључног открића о потискивању течности када је ушао у пуну каду из које се вода прелила. Та појава му је омогућила да одреди запремину тела неправилног облика (краљеве круне) мерењем запремине истиснуте течности, уз познати узвик „Еурека!” („Открио сам!”).
Шта се дешава са нивоом течности када у потпуно пуну посуду спустимо неко тело?
Тело потапањем заузима простор у течности, због чега се део течности прелива из посуде.
Задаци за вежбање
Лаки ниво: На горњу површину тела потопљеног у воду делује сила \( F_1 = 14\text{ N} \), а на доњу површину сила \( F_2 = 22\text{ N} \). Колика је сила потиска?
\[ F_p = F_2 - F_1 = 22\text{ N} - 14\text{ N} = 8\text{ N} \]
Одговор: Интензитет силе потиска је \( 8\text{ N} \).
Средњи ниво: Објасните зашто се силе хидростатичког притиска које делују на бочне стране потопљеног тела поништавају, док се силе на горњу и доњу површину не поништавају.
Одговор: На бочним странама тела, на истој дубини, хидростатички притисак је једнак. Силе имају исти интензитет и правац, али супротан смер, па им је резултанта једнака нули. Горња и доња површина се налазе на различитим дубинама, па је притисак на доњој површини већи од притиска на горњој. Због тога је сила \( F_2 \) већа од \( F_1 \) и не долази до поништавања, већ настаје сила потиска навише.
Тежи ниво: На коцку потопљену у течност делује сила потиска од \( 18{,}5\text{ N} \). Ако је сила којом течност делује на горњу основу коцке једнака \( 31{,}5\text{ N} \), колика је сила која делује на доњу основу те коцке?
Полазимо од формуле за силу потиска:
\[ F_p = F_2 - F_1 \]
Одавде изражавамо силу \( F_2 \):
\[ F_2 = F_p + F_1 \]
\[ F_2 = 18{,}5\text{ N} + 31{,}5\text{ N} = 50\text{ N} \]
Одговор: Сила која делује на доњу основу износи \( 50\text{ N} \).
