Stručná príručka fyziky

Vzorce základných oddielov

Hydrodynamika

časť fyziky, ktorá študuje pohyb kvapalín a ich interakciu s pevnými telesami a vonkajšími silami (napríklad gravitáciou alebo tlakom)

1. Tlak v mechanike

Všeobecná definícia tlaku:

Vzorec tlaku ako pomeru sily k ploche povrchu

p= F S
Čo znamená tento vzorec?

Tlak — to je sila pôsobiaca na každú jednotku plochy. Čím menšia je styčná plocha pri rovnakej sile, tým vyšší je vytváraný tlak. Jednotka je pascal (Pa).

Hydrostatický tlak (v kvapaline):

Vzorec tlaku kvapaliny v hĺbke: súčin hustoty, zrýchlenia voľného pádu a hĺbky

p=ρ·g·h
Čo znamená tento vzorec?

Tento tlak vzniká v kvapaline vďaka jej hmotnosti. Čím hlbšie, tým väčšia je výška stĺpca kvapaliny — a tým vyšší je tlak. Závisí od hustoty látky, zrýchlenia voľného pádu a hĺbky bodu.

2. Zákony prúdenia kvapaliny

Objemový prietok kvapaliny:

Vzorec objemového prietoku kvapaliny ako súčinu rýchlosti prúdenia a plochy prierezu

Q=v·S
Čo znamená tento vzorec?

Vzorec ukazuje, koľko objemu kvapaliny prejde prierezom za jednotku času. Prietok závisí od rýchlosti prúdenia a plochy prierezu trubice. Jednotky sú m³/s.

Kontinuita prúdenia v zúžených úsekoch:

Vzorec kontinuity prúdenia kvapaliny v úsekoch s premenlivým prierezom

S1·v1 = S2·v2
Čo znamená tento vzorec?

Ak sa prúd kvapaliny zachováva, potom sa pri zúžení trubice rýchlosť zvyšuje. Tento vzorec odráža zákon zachovania objemu: čo do trubice vtieklo, to z nej aj vytieklo.

3. Bernoulliho rovnica (pre ideálnu kvapalinu)

Energetická bilancia pozdĺž prúdu:

Bernoulliho vzorec: súčet tlaku, kinetickej a potenciálnej energie v úseku prúdu zostáva konštantný

p+ ρ·v2 2 +ρ·g·h =const
Čo znamená tento vzorec?

Bernoulliho rovnica vyjadruje zachovanie celkovej energie prúdu: súčet tlaku, kinetickej energie a potenciálnej energie sa pozdĺž prúdu zachováva. Použiteľné pre ideálnu kvapalinu (bez viskozity), prúdenie musí byť ustálené.

Čím vyššia rýchlosť — tým nižší tlak, a naopak. Tento efekt je základom fungovania lietadiel, karburátorov, hydraulických systémov.

4. Pascalov zákon

Pri pôsobení vonkajšieho tlaku na kvapalinu (alebo plyn) v uzavretom objeme sa tento tlak prenáša bezo zmeny do všetkých smerov a na každý bod objemu.

Čo to znamená v praxi?

Vďaka Pascalovmu zákonu fungujú hydraulické lisy, brzdy, zdviháky a ďalšie systémy. Malá sila na malej ploche sa môže preniesť ako veľká — na veľkej ploche, bez strát tlaku.

💡 Pascalov zákon možno tiež chápať ako dôsledok zákona zachovania energie: tlak nemizne ani sa nevytvára ľubovoľne, ale iba sa prenáša. Navyše platí nielen pre kvapaliny, ale aj pre stlačiteľné médium — napríklad plyny.