Obecná definice tlaku:
Vzorec tlaku jako poměru síly k ploše povrchu
Co znamená tento vzorec?
Tlak — to je síla působící na každou jednotku plochy. Čím menší je styčná plocha při stejné síle, tím vyšší je vytvářený tlak. Jednotka je pascal (Pa).
Hydrodynamika
část fyziky, která studuje pohyb kapalin a jejich interakci s pevnými tělesy a vnějšími silami (například gravitací nebo tlakem)
1. Tlak v mechanice
Hydrostatický tlak (v kapalině):
Vzorec tlaku kapaliny v hloubce: součin hustoty, zrychlení volného pádu a hloubky
Co znamená tento vzorec?
Tento tlak vzniká v kapalině díky její hmotnosti. Čím hlouběji, tím větší je výška sloupce kapaliny — a tím vyšší je tlak. Závisí na hustotě látky, zrychlení volného pádu a hloubce bodu.
2. Zákony proudění kapaliny
Objemový průtok kapaliny:
Vzorec objemového průtoku kapaliny jako součinu rychlosti proudění a plochy průřezu
Co znamená tento vzorec?
Vzorec ukazuje, kolik objemu kapaliny projde průřezem za jednotku času. Průtok závisí na rychlosti proudění a ploše průřezu trubice. Jednotky jsou m³/s.
Kontinuita proudění v zúžených úsecích:
Vzorec kontinuity proudění kapaliny v úsecích s proměnným průřezem
Co znamená tento vzorec?
Pokud se proud kapaliny zachovává, pak se při zúžení trubice rychlost zvyšuje. Tento vzorec odráží zákon zachování objemu: co do trubice vteklo, to z ní i vyteklo.
3. Bernoulliho rovnice (pro ideální kapalinu)
Energetická bilance podél proudu:
Bernoulliho vzorec: součet tlaku, kinetické a potenciální energie v úseku proudu zůstává konstantní
Co znamená tento vzorec?
Bernoulliho rovnice vyjadřuje zachování celkové energie proudu: součet tlaku, kinetické energie a potenciální energie se podél proudu zachovává.
Použitelné pro ideální kapalinu (bez viskozity), proudění musí být ustálené.
Čím vyšší rychlost — tím nižší tlak, a naopak. Tento efekt je základem fungování letadel, karburátorů, hydraulických systémů.
4. Pascalův zákon
Při působení vnějšího tlaku na kapalinu (nebo plyn) v uzavřeném objemu se tento tlak přenáší beze změny do všech směrů a na každý bod objemu.
Co to znamená v praxi?
Díky Pascalovu zákonu fungují hydraulické lisy, brzdy, zvedáky a další systémy. Malá síla na malé ploše se může přenést jako velká — na velké ploše, bez ztrát tlaku.
💡 Pascalův zákon lze také chápat jako důsledek zákona zachování energie: tlak nemizí ani se nevytváří libovolně, ale pouze se přenáší. Navíc platí nejen pro kapaliny, ale i pro stlačitelné médium — například plyny.