Co je to mechanika tekutin?

Mechanika tekutin je odvětví fyziky, která se týká studia tekutin a způsobů, jak interagují se silami. Kapaliny i plyny jsou považovány za tekutiny pro účely této vědy. Pole mechaniky tekutin je často rozděleno do dvou konkrétnějších studijních oblastí. Jedná se o statiku tekutin a dynamiky tekutin, které se týkají tekutin v klidu a tekutinách v pohybu. Mechanika tekutin může zahrnovat velmi složitou matematiku a pomoc moderních počítačů tuto vědu výrazně zvýšila.

Chronologické kořeny mechaniky tekutiny se vrátí až do alespoň starověkých Řeků. Řecký fyzik a vynálezce Archimedes byl autorem některých prvních studií, které víme, které se týkají statiky tekutin, včetně majetku vztlaku. Perští filozofové ve středověkém časovém období spojili tato starověká díla s jejich vlastními studiemi dynamiky tekutin, které působily jako časný předchůdce moderní dynamiky tekutin. Takový dobře-KVlastní historické postavy jako Leonardo da Vinci a sir Isaac Newton, stejně jako další, přispěly k porozumění mechanice tekutin.

Každý typ vědy začíná základními základními předpoklady, které se řídí jejich studiem. Mechanika tekutin je obvykle definována jako tři základní prostory nebo předpoklady v jeho kořeni. Prvním je zachování hmoty, což znamená, že hmotnost nelze spontánně vytvořit ani zničit, i když to může změnit formy. Druhý předpoklad, zachování hybnosti, je poněkud podobný. Tento zákon uvádí, že celková hybnost v uzavřeném systému je konstantní a nemůže se spontánně objevit nebo zmizet.

Třetí základní předpoklad upravující mechaniku tekutin je známý jako hypotéza kontinua. Toto je způsob, jak vidět tekutiny, které nezohledňují přítomnost diskrétních molekul. Místo tohoPředpokládá se, že vlastnosti tekutiny se mění nepřetržitě od jednoho bodu do druhého.

Protože ignoruje skutečnou povahu malých částic hmoty, hypotéza kontinua je pouze aproximací použitá jako nástroj při výpočtech. Může to vést k mírně nepřesnému řešení, ale také k řešení, které jsou za ideálních okolností velmi přesné. Existují jiné, přesnější metody, ale tato hypotéza je často docela užitečná jako předběžný předpoklad. Mnohokrát lze také předpokládat, že daná tekutina je nestlačitelná, což znamená, že nelze komprimovat. To však platí pouze pro kapaliny, a ne plyny.