Kas ir šķidruma mehānika?

Šķidruma mehānikas hronoloģiskās saknes sniedzas vismaz senajos grieķu laikos. Grieķu fiziķis un izgudrotājs Arhimēds bija autors dažiem pirmajiem mums zināmajiem pētījumiem, kas attiecas uz šķidruma statiku, tostarp peldspējas īpašībām. Persiešu filozofi viduslaiku periodā savienoja šos senos darbus ar saviem šķidruma dinamikas pētījumiem, kas darbojās kā agrīns mūsdienu šķidruma dinamikas priekštecis. Tādas plaši pazīstamas vēsturiskas personas kā Leonardo da Vinči un sers Īzaks Ņūtons, kā arī citi sniedza ievērojamu ieguldījumu mūsu izpratnē par šķidrumu mehāniku.

Jebkurš zinātnes veids sākas ar pamata, fundamentāliem pieņēmumiem, kas regulē viņu studiju gaitu. Šķidruma mehāniku parasti definē kā tādu, kuras saknē ir trīs pamatprincipi vai pieņēmumi. Pirmā ir masas saglabāšana, kas nozīmē, ka masu nevar ne spontāni radīt, ne iznīcināt, lai gan tā var mainīt formas. Otrais pieņēmums, impulsa saglabāšana, ir nedaudz līdzīgs. Šis likums nosaka, ka kopējais impulss slēgtā sistēmā ir nemainīgs un nevar spontāni parādīties vai izzust.

Trešais pamatpieņēmums, kas regulē šķidruma mehāniku, ir tā sauktā kontinuuma hipotēze. Tas ir veids, kā redzēt šķidrumus, neņemot vērā diskrētu molekulu klātbūtni. Tā vietā tiek pieņemts, ka šķidruma īpašības nepārtraukti mainās no viena punkta uz otru.

Tā kā kontinuuma hipotēze ignorē mazo matērijas daļiņu faktisko raksturu, tā ir tikai tuvinājums, ko izmanto kā rīku aprēķinos. Tas var radīt nedaudz neprecīzu risinājumu, bet arī risinājumus, kas ideālos apstākļos ir ļoti precīzi. Ir arī citas, precīzākas metodes, taču šī hipotēze bieži ir diezgan noderīga kā sākotnējais pieņēmums. Daudzas reizes var arī pieņemt, ka konkrētais šķidrums ir nesaspiežams, kas nozīmē, ka to nevar saspiest. Tomēr tas attiecas tikai uz šķidrumiem, nevis gāzēm.