Wat is vloeistofmechanica?
Vloeistofmechanica is een tak van de fysica die betrekking heeft op de studie van vloeistoffen en de manieren waarop ze omgaan met krachten. Zowel vloeistoffen als gassen worden beschouwd als vloeistoffen voor de doeleinden van deze tak van wetenschap. Vaak is het veld van vloeistofmechanica verdeeld in twee meer specifieke studiegebieden. Dit zijn vloeistofstatica en vloeistofdynamica, die respectievelijk vloeistoffen in rust en vloeistoffen in beweging betreffen. Vloeistofmechanica kan zeer complexe wiskunde inhouden, en de hulp van moderne computers heeft deze wetenschap aanzienlijk verbeterd.
De chronologische wortels van de vloeistofmechanica gaan helemaal terug naar ten minste de oude Grieken. De Griekse natuurkundige en uitvinder Archimedes was de auteur van enkele van de eerste studies die we kennen en die betrekking hebben op vloeiende statica, waaronder het bezit van drijfvermogen. Perzische filosofen in de middeleeuwen koppelden deze oude werken aan hun eigen studies van vloeistofdynamica die fungeerden als een vroege voorloper van moderne vloeistofdynamica. Bekende historische figuren als Leonardo da Vinci en Sir Isaac Newton, evenals anderen, hebben opmerkelijke bijdragen geleverd aan ons begrip van vloeistofmechanica.
Elk type wetenschap begint met fundamentele, fundamentele veronderstellingen die het verloop van hun studie bepalen. Vloeistofmechanica wordt meestal gedefinieerd als drie basisprincipes of aannames aan de basis. De eerste is het behoud van massa, wat betekent dat massa niet spontaan kan worden gecreëerd of vernietigd, hoewel het van vorm kan veranderen. De tweede veronderstelling, het behoud van momentum, is enigszins vergelijkbaar. Deze wet stelt dat het totale momentum in een gesloten systeem constant is en niet spontaan kan verschijnen of verdwijnen.
De derde basisaanname voor vloeistofmechanica is wat bekend staat als de continuum-hypothese. Dit is een manier om vloeistoffen te zien die geen rekening houden met de aanwezigheid van afzonderlijke moleculen. In plaats daarvan wordt aangenomen dat de eigenschappen van een vloeistof continu variëren van het ene punt naar het volgende.
Omdat het de werkelijke aard van kleine deeltjes materie negeert, is de continuümhypothese slechts een benadering die wordt gebruikt als hulpmiddel bij berekeningen. Het kan resulteren in een enigszins onnauwkeurige oplossing, maar ook in oplossingen die onder ideale omstandigheden zeer nauwkeurig zijn. Er bestaan andere, meer exacte methoden, maar deze hypothese is vaak heel nuttig als een voorlopige aanname. Vaak kan ook worden aangenomen dat een bepaalde vloeistof niet samendrukbaar is, wat betekent dat deze niet kan worden gecomprimeerd. Dit geldt echter alleen voor vloeistoffen en niet voor gassen.