V této části se naučíš, co je to tlak, jak lze znásobit sílu hydraulickým pístem, jak ve vodě působí vztlaková síla, co je to tlak vzduchu a jak se rozpínají plyny.
Tlak je síla, která působí na jednotku plochy
V každém místě kapaliny nebo plynu, včetně vody i vzduchu, působí určitý tlak. Nejprve si to vysvětlíme jednodušeji: tlak vzniká tehdy, když určitá síla rovnoměrně působí na plochu. Čím větší plocha, tím menší tlak a naopak.
Jak by to fyzik řekl přesněji? Tlak je fyzikální veličina vyjadřující poměr síly (tzv. tlakové síly) kolmo, rovnoměrně a spojitě působící na plochu S.
Jednotkou tlaku je pascal (Pa) čili newton na metr čtvereční.
Pokud 10 N působí na plochu 5 m2, potom na
1 m2 působí tlak 2 Pa.
Abys nafoukl pneumatiku svého kola, potřebuješ pumpu. Pomocí ní přeneseš sílu svých rukou přes rukojeť na píst pumpy, který stlačuje nasátý vzduch v tlakové komoře pumpy. V této komoře je tlak vzduchu stejný v každém jejím místě. Tento tlak přesouvá vzduch skrz jednosměrný ventil přímo do pneumatiky. Jelikož ventil je jednosměrný, vzduch může proudit pouze směrem do pneumatiky.
Vzduch se do pneumatiky dostane pouze, pokud bude tlak v pumpě větší než tlak v pneumatice, protože kapaliny a plyny se přesouvají jen z míst s vyšším tlakem do míst s nižším tlakem. Všimni si, že foukání vyžaduje stále větší a větší sílu. Je to proto, že tlak v pneumatice stoupá, a proto musíme vyvinout v pumpě větší tlak, abychom vzduch dostali do pneumatiky. Předpokládejme, že na rukojeť pumpy působíme silou 100 N, což přibližně odpovídá hmotnosti 10 kg, a předpokládejme také, že píst, na který působíme, má plochu 5 cm2 neboli 0,0005 m2. Takže působíme tlakem:
Abychom se zbavili nul, můžeme si číslo převést na hektopaskaly, což je 2 000 hPa, nebo také na kilopaskaly, tedy 200 kPa. Na mnoha přístrojích se ještě uvádí stupnice v barech.
Pneumatiku jsi tedy naplnil vzduchem na tlak
2 bary, což je pro takovéto pneumatiky normální tlak. Co ale znamená, když řekneme, že v každém místě kapaliny nebo plynu existuje určitý tlak? Prozkoumáme to u kapalin.
