Statika fluida

Ovaj članak ili neki od njegovih odlomaka nije dovoljno potkrijepljen izvorima (literatura, veb-sajtovi ili drugi izvori). Ako se pravilno ne potkrijepe pouzdanim izvorima, sporne rečenice i navodi mogli bi biti izbrisani. Pomozite Wikipediji tako što ćete navesti validne izvore putem referenci te nakon toga možete ukloniti ovaj šablon.

Mehanika kontinuuma
|
Zakoni Zakon održanja mase Zakon održanja količine kretanja Zakon održanja energije Nejednakost entropije
Mehanika čvrstih tijela Čvrsta tijela · Napon · Deformacija · Teorija konačnih deformacija · Teorija infinitezimalnih napreazanja · Elastičnost (linearna) · Plastičnost · Savijanje · Hookeov zakon · Teorija o otkazu materijala · Mehanika loma · Mehanika kontakta (frikciona)
Mehanika fluida Fluidi · Statika fluida Dinamika fluida · Arhimedov zakon · Bernoullijeva jednačina · Navier–Stokesove jednačine · Hagen–Poiseuilleova jednačina · Pascalov zakon · Viskoznost (Njutnovski fluid · Nenjutnovski fluid) · Potisak · Pritisak
Naučnici Bernoulli · Boyle· Cauchy · Charles · Euler · Gay-Lussac · Hooke · Newton · Pascal · Navier · Stokes
p r u

Statika fluida (naziva se i hidrostatika) jest nauka o mirovanju fluida. To je jedna od nauka u mehanici fluida. Ona proučava uvjete pod kojima su fluidi u stanju stabilne ravnoteže. Korištenje fluida za dobijanje rad proučava hidraulika, a nauka o kretanju fluida naziva se dinamika fluida.

Zbog nemogućnosti da se usprotive deformacijama, fluidi stvaraju pritisak normalan na bilo koju kontaktnu površinu. Dodatno, kada je fluid u ravnoteži, taj je pritisak izotropan, npr., djeluje istim intenzitetom u svim smjerovima. Ova karakteristika dozvoljava fluidima da prenose silu kroz dužinu cijevi, npr., sila kojom se djeluje na fluid u cijevi prenosi se preko fluida do drugog kraja cijevi. Ako sile nisu izbalansirane, fluid će se kretati u smjeru rezultantne sile.

Ovaj koncept prvi je formulisao, u nešto dužoj formi, francuski matematičar i filozof Blaise Pascal 1647. da bi kasnije bio poznat kao Pascalov zakon. Ovaj zakon ima mnogo važnih primjena u hidraulici.

Zamislimo malo kocku tečnosti u stanju mirovanja ispod slobodne površine, pritisak uzrokovan visinom tečnosti iznad mora biti izbalansiran sa otpornim pritiskom u ovoj maloj kocki. Za beskonačno malu kocku napon je isti u svim smjerovima te se težina tečnosti ili ekvivalentni pritisak može napisati kao:

${\displaystyle \ P=\rho gh+P_{a}}$,

gdje je,

• P - hidrostatički pritisak;
• ρ - gustina tečnosti;
• g - gravitaciono ubrzanje;
• h - visina tečnosti iznad;
• P_a - atmosferski pritisak.

Zakon idealnog plina pretpostavlja da će za plin konstantne temperature, T, njegova gustina, ρ, varitati s visinom, h, kao:

${\displaystyle \ \rho \ (h)=\rho \ (0)e^{-Mgh/RT}}$,

gdje je:

g – gravitaciono ubrzanje

T – apsolutna temperatura (npr. u kelvinima)

R – konstanta idealnog plina

M – molarna masa

ρ – gustina

h – visina

Na čvrsto tijelo uronjeno u fluid djelovat će sila potiska usmjerena prema gore i ona je jednaka težini istisutog fluida. Ovo se dešava zbog hidrostatičkog pritiska u fluidu.

U slučaju tankera, naprimjer, njegova sila težine izbalansirana je potisnom silom istisnute vode, što mu omogućava da plovi. Ako se doda još tereta na brod, uronit će još više u vodu – pritom istisne još više vode te zbog toga dobije veću potisnu silu, kojom balansira nestabilnost izazvanu dodavanjem tereta.

Otkriće principa potiska pripisuje se Arhimedu.

Kad je tečnost u cjevčicama čije su dimenzije male u odnosu na njihovu dužinu, efekt površinskog napona postaje važan i dovodi do dormacije meniskusa kroz kapilarnost.

Bez površinskog napona kapi se ne bi mogle formirati. Stabilnost se određuje preko površinskog napona.

• Dinamika fluida
• Mehanika fluida
• Pritisak fluida
• Hidraulika
• Aerostatika