Što je mehanika fluida?

Mehanika fluida je grana fizike koja se bavi proučavanjem fluida i načina na koji one međusobno djeluju sa silama. I tekućine i plinovi se smatraju tekućinama za potrebe ove grane znanosti. Često se područje mehanike fluida dijeli na dva specifična područja studija. To su statika fluida i dinamika fluida, koje se odnose na tekućine u mirovanju i tekućine u pokretu. Mehanika fluida može uključivati ​​vrlo složenu matematiku, a pomoć modernih računala značajno je unaprijedila ovu znanost.

Kronološki korijeni mehanike fluida sežu sve do starih Grka. Grčki fizičar i izumitelj Arhimed bio je autor nekih od prvih studija za koje znamo, a koje se tiču ​​statike fluida, uključujući svojstvo uzgona. Perzijski filozofi u srednjovjekovnom razdoblju spajali su ova drevna djela s vlastitim studijama dinamike fluida koje su djelovale kao rana preteča moderne dinamike fluida. Tako poznate povijesne ličnosti kao što su Leonardo da Vinci i Sir Isaac Newton, kao i drugi, dali su značajan doprinos našem razumijevanju mehanike fluida.

Svaka vrsta znanosti počinje s osnovnim, temeljnim pretpostavkama koje upravljaju tijekom njihova proučavanja. Mehanika fluida se obično definira kao da u svom korijenu ima tri osnovne premise ili pretpostavke. Prvi je očuvanje mase, što znači da se masa ne može spontano stvoriti niti uništiti, iako može mijenjati oblike. Druga pretpostavka, očuvanje zamaha, donekle je slična. Ovaj zakon kaže da je ukupni zamah u zatvorenom sustavu konstantan i da se ne može spontano pojaviti ili nestati.

Treća osnovna pretpostavka koja upravlja mehanikom fluida je ono što je poznato kao hipoteza kontinuuma. Ovo je način gledanja tekućina koji ne uzima u obzir prisutnost diskretnih molekula. Umjesto toga, pretpostavlja se da svojstva tekućine kontinuirano variraju od jedne točke do druge.

Budući da zanemaruje stvarnu prirodu malih čestica materije, hipoteza kontinuuma je samo aproksimacija koja se koristi kao alat u izračunima. Može rezultirati malo netočnim rješenjem, ali i rješenjima koja su u idealnim okolnostima vrlo točna. Postoje i druge, točnije metode, ali ova hipoteza je često vrlo korisna kao preliminarna pretpostavka. Mnogo puta se također može pretpostaviti da je određena tekućina nestlačiva, što znači da se ne može komprimirati. Međutim, to vrijedi samo za tekućine, a ne za plinove.