Co to jest mechanika płynów?

Mechanika płynów jest gałęzią fizyki, która dotyczy badania płynów i sposobów, w jakie wchodzą w interakcje z siłami. Zarówno ciecze, jak i gazy są uważane za płyny do celów tej gałęzi nauki. Często pole mechaniki płynów jest podzielone na dwa bardziej specyficzne dziedziny badań. Są to statyka płynów i dynamika płynów, które dotyczą odpowiednio płynów w spoczynku i płynów w ruchu. Mechanika płynów może obejmować wysoce złożoną matematykę, a pomoc współczesnych komputerów znacznie zwiększyła tę naukę.

Chronologiczne korzenie mechaniki płynów sięgają przynajmniej starożytnych Greków. Grecki fizyk i wynalazca Archimedes był autorem niektórych z pierwszych badań, które znamy, o których dotyczy płynnych statyki, w tym własności wyporności. Perscy filozofowie w średniowiecznym okresie połączyli te starożytne prace z własnymi badaniami dynamiki płynnej, które działały jako wczesny prekursor współczesnej dynamiki płynów. Takie dobrze nowowłasne postacie historyczne, jako Leonardo Da Vinci i Sir Isaac Newton, a także inne, wnieśli znaczący wkład w nasze zrozumienie mechaniki płynów.

Każdy rodzaj nauki zaczyna się od podstawowych, podstawowych założeń, które regulują przebieg ich badań. Mechanika płynów jest zazwyczaj definiowana jako ma trzy podstawowe pomieszczenia lub założenia u podstaw. Pierwszym z nich jest ochrona masy, co oznacza, że ​​masę nie można ani spontanicznie stworzyć ani zniszczyć, chociaż może zmienić formy. Drugie założenie, zachowanie pędu, jest nieco podobne. To prawo stwierdza, że ​​całkowity pęd w systemie zamkniętym jest stały i nie może spontanicznie pojawić się ani zniknąć.

Trzecie podstawowe założenie rządzące mechaniką płynów jest tak zwana hipoteza kontinuum. Jest to sposób na zobaczenie płynów, które nie uwzględniają obecności dyskretnych cząsteczek. Zamiast, a fluid's properties are assumed to vary in a continuous way from one point to the next.

Ponieważ ignoruje faktyczny charakter małych cząstek materii, hipoteza kontinuum jest jedynie przybliżeniem stosowanym jako narzędzie w obliczeniach. Może to spowodować nieco niedokładne rozwiązanie, ale także w rozwiązaniach, które są bardzo dokładne w idealnych okolicznościach. Istnieją inne dokładniejsze metody, ale ta hipoteza jest często bardzo przydatna jako wstępne założenie. Wiele razy można założyć, że dany płyn jest nieściśliwy, co oznacza, że ​​nie można go sprężyć. Dotyczy to jednak tylko cieczy, a nie gazów.