Che cos'è la meccanica dei fluidi?
La meccanica dei fluidi è una branca della fisica che riguarda lo studio dei fluidi e il modo in cui interagiscono con le forze. Sia i liquidi che i gas sono considerati fluidi ai fini di questo ramo della scienza. Spesso, il campo della meccanica dei fluidi è diviso in due campi di studio più specifici. Queste sono statica e dinamica dei fluidi, che riguardano rispettivamente i fluidi a riposo e i fluidi in movimento. La meccanica dei fluidi può comportare una matematica estremamente complessa e l'aiuto dei computer moderni ha migliorato significativamente questa scienza.
Le radici cronologiche della meccanica dei fluidi risalgono almeno agli antichi greci. Il fisico e inventore greco Archimede fu l'autore di alcuni dei primi studi che conosciamo che riguardano la statica fluida, inclusa la proprietà di galleggiamento. I filosofi persiani nel periodo medievale abbinarono queste antiche opere ai loro studi sulla fluidodinamica che fungevano da precursori della moderna fluidodinamica. Personaggi storici ben noti come Leonardo da Vinci e Sir Isaac Newton, così come altri, hanno dato un notevole contributo alla nostra comprensione della meccanica dei fluidi.
Ogni tipo di scienza inizia con presupposti di base e fondamentali che regolano il corso del loro studio. La meccanica dei fluidi è generalmente definita come avente tre premesse o ipotesi di base alla radice. Il primo è la conservazione della massa, il che significa che la massa non può essere né creata né distrutta spontaneamente, sebbene possa cambiare forma. La seconda ipotesi, la conservazione della quantità di moto, è in qualche modo simile. Questa legge afferma che lo slancio totale in un sistema chiuso è costante e non può apparire o scomparire spontaneamente.
La terza ipotesi di base che governa la meccanica dei fluidi è quella che è conosciuta come l'ipotesi del continuum. Questo è un modo di vedere fluidi che non tiene conto della presenza di molecole discrete. Invece, si presume che le proprietà di un fluido possano variare in modo continuo da un punto all'altro.
Poiché ignora la natura effettiva di piccole particelle di materia, l'ipotesi del continuo è solo un'approssimazione utilizzata come strumento nei calcoli. Può provocare una soluzione leggermente imprecisa, ma anche soluzioni molto accurate in circostanze ideali. Esistono altri metodi più esatti, ma questa ipotesi è spesso abbastanza utile come presupposto preliminare. Molte volte, si può anche presumere che un dato fluido sia incomprimibile, il che significa che non può essere compresso. Questo è vero solo per i liquidi, tuttavia, e non per i gas.