![](https://www.umimeto.org/asset/global/img/icons-umime/icon-bulb.svg)
Archimédův zákon
![](https://www.umimeto.org/asset/global/img/icons/x-cropped.svg)
Základní znění
Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou. Její velikost se rovná velikosti tíhy kapaliny stejného objemu, jako je objem ponořené části tělesa.
![](https://www.umimeto.org/asset/system/uf/img/zadani-fyzika/mechanika/archimeduv-zakon/uvodniky-archimeduvzakon-zaba01.png)
Platí jak pro kapaliny, tak pro plyny. Velikost vztlakové síly (F_\mathrm{vz}) je v plynech výrazně menší než v kapalinách kvůli jejich nižším hustotám.
F_{\mathrm{vz}} = V_{\mathrm{pod}} \cdot \rho_{\mathrm K} \cdot g
kde je g velikost tíhového zrychlení, V_{\mathrm {pod}} objem ponořené části tělesa a \rho_{\mathrm K} hustota kapaliny (případně plynu).
Těleso plovoucí po vodní hladině
Pro těleso plovoucí po hladině lze odvodit vztah mezi hustotami tělesa a kapaliny:
\frac{V_{\mathrm {pod}}}{V_{\mathrm {nad}} + V_{\mathrm {pod}}} = \frac{\rho_{\mathrm T}}{\rho_{\mathrm K}}
(\rho_{\mathrm T} je hustota tělesa, \rho_{\mathrm K} je hustota kapaliny, V_{\mathrm {pod}} je objem ponořené části tělesa a V_{\mathrm {nad}} + V_{\mathrm {pod}} = V je celkový objem tělesa.)
![](https://www.umimeto.org/asset/system//uf/img/zadani-fyzika/mechanika/archimeduv-zakon/uvodniky-archimeduvzakon-zaba02a.png)
Příklady a využití Archimédova zákona
Archimédův zákon se uplatňuje v plynném prostředí, ale zejména v kapalném prostředí. Díky Archimédovu zákonu létají pouťové balonky i vzducholodě, na moři se nepotopí lodě, ponorky a ryby mohou ovlivňovat svůj pohyb ve vertikálním směru.
Tíha tělesa
- Při plavání určitě cítíte, že vás voda nadnáší. Vztlaková síla totiž působí na všechna tělesa – jak ve vodě, tak ve vzduchu.
- Proto když měříme „hmotnost“, zjistíme „váhu“ tělesa. Ta se od skutečné hmotnosti právě o tu nadlehčenou část.
- Rozdíl je ve vzduchu (\rho\approx 1{,}23\,\mathrm{kg/m^3}) jen nepatrný, ve vodě (\rho\approx 1000\,\mathrm{kg/m^3}) jej ale poznáme.
Pohyb pod vodou ve svislém směru
Archimédova zákona využívají k vertikálnímu pohybu ve vodě ryby. Jsou totiž vybaveny plynovým měchýřem.
Při pohybu ↑ jej nafouknou, a tím vzroste jejich V a tedy i F_\mathrm{vz}.
Při pohybu ↓ jej zase vyfouknou a F_\mathrm{vz} klesne.
Stejně to děláme i my při potápění s bombou. Když se více nadechneme a nafoukneme plíce stoupáme vzhůru, když dýcháme mělce klesáme.
- Podobný princip využívají ponorky, ve kterých jsou instalovány vzduchové komory. Během ponoru jsou tyto komory naplněny vodou, a tedy je ponorka tažena dolů. Pro výnor se komory naplní vzduchem, čímž se její hmotnost výrazně sníží a velikost vztlakové síly převýší velikost síly tíhové.
Pohyb ve vzduchu ve svislém směru
- Letecké stroje využívají toho, že je jejich průměrná hustota menší než hustota vzduchu. Poznáme je hlavně díky tomu, že největší objem zaujímá vak nebo plynová nádrž.
- Vzducholodě byly plněny plynem s menší hustotou než vzduch, tedy vodíkem (v dnešní době se již nevyužívá), nebo heliem. Horkovzdušný balón zase využívá řídkého horkého vzduchu.
Zajímavosti
- Nezáleží na tom, jaký objem těleso vytlačilo vzhůru. Jelikož hydrostatický tlak závisí pouze na hloubce kvůli hydrostatickému paradoxu, je nejdůležitější objem ponořené části tělesa.
Zavřít