-
Vítejte zpět.
-
Jen shrnu, co jsem dělal minule,
než mi vypršel čas.
-
Zmiňoval jsem, že zachování energie
nám říká,
-
že práce, kterou jsem vložil do systému,
-
nebo vložená energie,
– protože jde o tu samou věc –
-
se rovná práci,
kterou jsem získal ze systému,
-
nebo energii,
kterou jsem dostal ze systému.
-
To znamená, že vstupní síla
se rovná výstupní síle
-
nebo že vstupní síla
krát vstupní vzdálenost
-
se rovná výstupní síla
krát výstupní vzdálenost.
-
To je jen definice práce.
-
Přepíšu teď tuto rovnici.
-
Pokud bych mohl přepsat
tuto rovnici, mohl bych říct,
-
vstupní síla...
a jen ji vydělím plochou A1.
-
Vstup v tomto případě znamená,
že tlačím dolů tento píst,
-
který vytváří tlak na plochu vody.
-
Tato vstupní síla Fi
krát vstupní plocha.
-
Označme vstup jako „1“
a výstup jako „2“
-
pro jednoduchost.
-
Řekněme, že mám píst tady nahoře.
-
Udělám to nějakou pěknou barvou
– hnědá je dobrá barva.
-
Další píst mám tady.
-
A bude na něj působit
síla směrem ven (výstupní) F2.
-
Všeobecně se dá říci,
že když zatlačím na tuto vodu,
-
vodu nelze stlačit, takže bude vytlačená
-
nahoru na tomto konci.
-
Takže vstupní síla
krát vstupní dráha
-
bude rovna výstupní síle
násobené výstupní dráhou.
-
To je zákon zachování energie
-
z kapitoly o práci, atd.
-
Přepíšu tuto rovnici,
takže když si vezmeme vstupní sílu
-
a vydělíme ji vstupní plochou A1,
-
potom vynásobím plochou
-
a pak vynásobím vstupní drahou D1.
-
Vidíte, co tu dělám,
násobím a dělím
-
plochou A1, to jde.
-
Můžete vynásobit a vydělit
libovolným číslem
-
a tyto dva členy se vykrátí.
-
Rovná se to stejné věci na druhé straně,
-
což je F2...
...moc se mi nedaří hospodařit s místem...
-
F2 děleno A2 krát A2 krát D2.
-
Snad to dává smysl.
-
A co je tohle za veličinu,
F1 děleno A1?
-
Síla dělená plochou,
pokud jste se s tím ještě nesetkali,
-
– pokud jen sledujete má videa,
není důvod, abyste to znali –
-
je definována jako tlak.
-
Tlak je síla na danou plochu,
takže toto je tlak.
-
Tomuto říkáme tlak,
-
který do systému
vkládám (vstupní tlak), P1.
-
Kolik je plocha A1 krát dráha D1?
-
To je plocha trubice v tomto místě,
-
průřez, krát vzdálenost.
-
To se rovná objemu,
který jsem vypočítal v předešlém videu,
-
můžeme říct, že to je
vstupní objem, nebo V1.
-
Tlak násobený objemem V1
se rovná výstupní tlak,
-
síla F2 dělená plochou A2,
to je výstupní tlak,
-
kterým voda působí na tento píst.
-
Takže to je výstupní tlak P2.
-
A co je plocha A2 krát D2?
-
Je to plocha průřezu krát výška,
-
o kterou se zvedla hladina vody nahoru,
-
a to se rovná objemu V2.
-
Ale co víme o těchto dvou objemech?
-
V minulém videu jsem se o tom asi zmínil.
-
Tyto dva objemy jsou si rovny, V1 = V2,
-
takže tím můžeme vydělit
obě strany této rovnice.
-
Dostanete, že vstupní tlak
se rovná výstupnímu tlaku,
-
takže P1 = P2.
-
Tohle vše jsem dělal,
abych ukázal, že to není nic nového,
-
je to jen zákon zachování energie.
-
Jediná nová věc, co dělal,
bylo to dělení...
-
– objevuje se nám tu plocha
a objevuje se nám tu tlak –
-
ale kde nám to pomůže?
-
Tohle nám říká,
– a můžete se setkat s těmito příklady
-
v mnoha situacích –
ale já mám rád přístup,
-
kdy zpočátku nebereme v úvahu gravitaci,
protože gravitace věci zamotává,
-
ale gravitaci si zavedeme
v dalších videích.
-
Takže když máme jakýkoli
vnější tlak na kapalinu,
-
na nestlačitelnou tekutinu,
-
tento tlak je v tekutině
rozložen rovnoměrně.
-
To jsme právě v podstatě dokázali
-
použitím zákona o zachování energie
a všeho, co víme o práci.
-
To, co jsem právě řekl,
se jmenuje Pascalův zákon.
-
Pokud na tekutinu působí
jakýkoli vnější tlak,
-
pak je v ní rozložen rovnoměrně.
-
Další způsob, jak o tom přemýšlet,
– dokázali jsme si to touto kresbičkou –
-
další způsob, jak o tom přemýšlet...
-
Řekněme, že mám trubici
a na jejím konci je balon.
-
Řekněme, že to dělám
na vesmírné lodi (bez gravitace).
-
Pokud zvýším – řekněme, že tady mám
-
nějaký píst.
-
Řekněme, že bych...
A tohle je stabilní
-
a mám vodu v celé téhle věci.
-
Mám tady všude vodu...
-
...podívám se, jestli mohu znovu použít
nástroj na vybarvení...
-
...ale ne, v tom obrázku
musela být někde díra..
-
Nakreslím vodu ručně.
-
Mám vodu v celém tomto objektu
-
a Pascalův zákon nám říká,
-
že pokud zde působím nějakým tlakem,
vstupním tlakem,
-
tak čistý tlak, ten extra tlak,
kterým působím,
-
toto trochu stlačí.
-
Tento extra tlak bude rovnoměrně
rozložen v celém balonu.
-
Řekněme, že hrdlo balonu je pevné,
třeba z kovu.
-
Zbytek balonu se zvětší rovnoměrně,
-
takže ten zvětšený tlak
bude působit skrze celý balon.
-
Nebude to tak, že se balon prodlouží,
-
že tlak bude jen přemístěn sem dolů
-
nebo že tady nahoře se balon rozšíří
-
a zůstane tady stejně dlouhý.
-
Snad to už intuitivně trochu chápete.
-
Ale zpět k tomu,
co jsem předtím nakreslil,
-
je to vlastně docela zajímavé,
protože to je další jednoduchý stroj,
-
nebo možná ne tak jednoduchý stroj,
který jsme tu vytvořili.
-
Téměř jsem ho definoval
jako jednoduchý stroj,
-
když jsem ho původně kreslil.
-
Pojďme nakreslit tu podivnou věc znovu,
-
vypadá takto. A mám v ní vodu.
-
Ujistím se, že až použiji nástroj "fill",
-
že se zcela vybarví
a nevybarví se přitom jiné věci.
-
Tohle je bezva, protože
tohle je další jednoduchý stroj.
-
Víme, že vstupní tlak
se rovná výstupnímu tlaku.
-
A tlak je síla vydělená plochou,
-
takže vstupní síla
vydělená vstupní plochou
-
se rovná výstupní síle
vydělené výstupní plochou.
-
Například:
Řekněme, že působím tlakem...
-
Řekněme, že vstupní tlak je 10 pascalů.
-
To je nové slovo, jednotka je pojmenována
podle Pascalova zákona,
-
podle Blaise Pascala.
-
A co je pascal?
-
10 pascalů se rovná 10 newtonům
na metr čtvereční.
-
To je pascal, je to N/m^2,
-
je to velmi přirozená jednotka.
-
Řekněme, že můj vstupní tlak je 10 pascalů
-
a že má vstupní plocha
je 2 metry čtvereční,
-
pokud bych se díval na plochu vody,
byly by to 2 m^2,
-
a řekněme, že má výstupní plocha
-
se rovná 4 metry čtvereční.
-
Co se snažím říct, je,
že mohu zatlačit na tento píst
-
a voda vytlačí druhý píst nahoru.
-
V první řadě jsem vám říkal,
že můj vstupní tlak je...
-
Kolik byla má vstupní síla?
-
Vstupní tlak se rovná vstupní síle
dělené vstupní plochou,
-
takže 10 pascalů se rovná
vstupní síle děleno plochou,
-
tak vynásobím obě strany dvěma.
-
Dostávám, že vstupní síla
se rovná 20 newtonů.
-
Má otázka zní, jaká je výstupní síla?
-
Jakou silou bude systém tlačit nahoru
-
na tomto konci?
-
Víme, že vstupní tlak byl 10 pascalů,
-
výstupní tlak bude také 10 pascalů.
-
Takže tady je také 10 pascalů,
-
to se rovná výstupní síle
dělené obsahem výstupní plochy.
-
Mám tu píst, který jde směrem nahoru.
-
Obsah je 4 m^2,
tak vynásobím 4 krát 10.
-
Takže dostanu 40 newtonů,
což je má výstupní síla.
-
Co se tu právě stalo?
-
Vstupní síla se rovná 20 newtonů
-
a výstupní síla se rovná 40 newtonů,
takže jsem zdvojnásobil sílu
-
nebo jsem v podstatě dosáhl
mechanický zisk velikosti 2.
-
Tohle je příklad jednoduchého stroje
-
a je to hydraulický stroj.
-
No, právě mi vypršel čas.
-
Uvidíme se v dalším videu.