Zobrazenie zdroja stránky Vztlak

'''Vztlak''' je fyzikálny jav spočívajúci v nadnášaní [[teleso|telesa]] v [[kvapalina|kvapaline]] alebo [[plyn]]e v smere opačnom ako je [[gravitačná sila]]. Jav sa prejavuje '''vztlakovou silou''', čo je [[sila]] nadnášajúca teleso v kvapaline. 


'''Vzorec na výpočet vztlakovej sily'''

<math>F_v{}_z{} = V_p \cdot \rho_k\cdot g</math>

Kde sú:

<math>F_v{}_z{}</math> = vztlaková sila

<math>V_p</math> = [[objem]] ponorenej časti

<math>\rho_k</math> = [[hustota]] kvapaliny

<math>g</math> = [[gravitačné zrýchlenie]]

'''Delenie'''
* '''[[#Hydrostatický vztlak|hydrostatický]]''' ako dôsledok rozdielu veľkosti [[hydrostatický tlak|hydrostatických tlakových síl]] v rôznych [[hĺbka]]ch,
* '''[[#Dynamický vztlak|dynamický]]''' ako dôsledok odporu prostredia (kvapaliny, plynu) pri [[pohyb]]e telesa prostredím.

== Hydrostatický vztlak ==
Hydrostatický vztlak vzniká ako dôsledok [[tiaž|tiažovej sily]], rozdielom [[hydrostatický tlak|hydrostatických tlakov]] na spodnej a hornej časti telesa - tlak na spodnej časti telesa je väčší, pretože spodná časť telesa je vo väčšej hĺbke. Vztlaková sila sa vyskytuje nie len v kvapalinách, kde sa označuje ako hydrostatická vztlaková sila, ale tiež v [[plyn]]och, kde sa nazýva '''aerostatická vztlaková sila''' ('''aerostatický vztlak''').

Hydrostatický vztlak smeruje vždy proti smeru tiažovej sily, teda hore. Jeho veľkosť závisí na [[objem]]e ponorenej časti telesa a na [[hustota|hustote]] kvapaliny (samozrejme tiež na [[tiažové zrýchlenie|tiažovom zrýchlení]]). Nezávisí na hĺbke alebo celkovom objeme kvapaliny, ani na hustote alebo [[hmotnosť|hmotnosti]] telesa.

Veľkosť vztlakovej sily teda závisí:
* priamo úmerne od [[hustota|hustoty]] kvapaliny
* priamo úmerne od [[objem]]u telesa

=== Definícia ===
[[Súbor:Hydrostaticky vztlak.svg|thumb|Hydrostatický vztlak]]
Ak máme v [[kvapalina|kvapaline]] s [[hustota|hustotou]] <math>\rho</math> [[tuhé teleso]] tvaru [[hranol]]a s podstavou o [[obsah]]u <math>S</math> a [[výška|výškou]] <math>h</math>. Toto teleso je v kvapaline ponorené tak, že podstavy sú vodorovné. Na všetky steny tohoto tuhého telesa pôsobí kvapalina [[hydrostatický tlak|tlakovou silou]]. Sily, ktoré pôsobia na bočné steny, sú rovnako veľké, avšak opačného smeru. Pokiaľ neuvažujeme [[deformácia|deformačný]] účinok týchto síl na tuhé teleso, tak môžeme povedať, že sa tieto sily vzájomne vyrušia.

Horná podstava sa nachádza v hĺbke <math>h^\prime</math>. Na túto podstavu pôsobí podľa tlaková sila <math>F^\prime = Sh^\prime\rho g</math>, ktorá smeruje dole. Spodná podstava sa nachádza v hĺbke <math>h^{\prime\prime} = h^\prime+h</math>. Tlaková sila, ktorá pôsobí na spodnú podstavu, je <math>F^{\prime\prime} = Sh^{\prime\prime}\rho g</math> a smeruje zvislo hore.

Výsledná vztlaková sila je rozdielom sily pôsobiacej na spodnú podstavu a na hornú podstavu, tzn.
:<math>F_v{}_z{} = F^{\prime\prime} - F^\prime = (h^{\prime\prime} - h^\prime)\rho gS = hS\rho g</math>

Pre objem hranolu platí <math>V=Sh</math>. Dosadením do predchádzajúceho vzťahu dostaneme výraz pre hydrostatickú vztlakovú silu, ktorý platí nie len pre hranoly, ale pre teleso všeobecného tvaru.
:<math>F_v{}_z{} = V_p \cdot \rho_k\cdot g</math>
kde <math>\rho_k</math> označuje [[hustota|hustotu]] kvapaliny, <math>V_p</math> je [[objem]] ponorenej časti telesa a <math>g</math> je [[gravitačná konštanta|gravitačné zrýchlenie]].

Čím väčšia hustota kvapaliny, tým väčšia vztlaková sila.

=== Použitie ===
Hydrostatický (aerostatický) vztlak umožňuje plavbu [[loď|lode]] (rozdiel medzi vztlakovou silou a [[gravitačná sila|gravitačnou silou]] pôsobiaci na teleso popisuje [[plávanie]]) a [[lietanie]]. Lietadlá ľahšie ako [[vzduch]] (tzv. [[aerostat]]y), napr. [[balón (aerostat)|balón]], [[vzducholoď]]. [[Plutvovce|Ryby]] (a ponorky) sú schopné pomocou vztlaku riadiť svoj pohyb pod vodou.

Hydrostatická vztlaková sila má dôležitú rolu pri odvodení [[Archimedov zákon|Archimedovho zákona]].

== Dynamický vztlak ==
'''Dynamický vztlak''' vzniká vzájomným dynamickým pôsobením pri [[pohyb]]e telesa v [[tekutina|tekutine]] (plyne) v dôsledku [[odpor prostredia|odporu]], ktorý kladie prostredie (tekutina – [[plyn]] resp. [[kvapalina]]) proti pohybu telesa.

Pri pohybe telesa (v typickom prípade [[krídlo|krídla]]) sa na základe [[3. Newtonov pohybový zákon|3. Newtonovho zákona]] k sile, ktorou teleso pri pohybe pôsobí na okolitý vzduch, vytvára [[reakčná sila]], ktorou okolitý vzduch pôsobí na teleso.

=== Využitie ===
Kvôli aerodynamickému vztlaku môžu lietať lietadlá ťažšie ako vzduch.

[[Kategória:Mechanika tekutín]]