Hidrodinamica este o ramură a fizicii care studiază mişcarea lichidelor (fluidelor). Hidrostatica studiază lichidele în stare de repaus. Conform manualelor de fizică, starea de agregare lichidă se caracterizează prin existenţa unor forţe de atracţie între particulele constituente, cele de respingere fiind slabe, motiv pentru care, deşi lichidele au volum propriu, nu au formă proprie, ele luând forma vasului în care se află.
Suprafaţa liberă a lichidelor este elastică şi exercită o presiune foarte mare asupra interiorului lichidului, de aceea lichidele sunt practic incompresibile.
În prima jumătate a secolului al XVI-lea, fizicianul Blaise Pascal a formulat, în urma studiilor şi a experienţelor, principiul care îi poartă numele, cunoscut şi ca principiul vaselor comunicante: în două sau mai multe vase comunicante, care conţin acelaşi lichid, suprafaţa lor liberă se află în acelaşi plan orizontal, indiferent de numărul, forma şi dimensiunea vaselor.
Experimentând, se constată că dacă două sau mai multe recipiente sunt legate între ele cu o conductă, prin care poate circula un lichid, atunci lichidul turnat într-unul dintre recipiente va curge prin conductă şi în celălalt/celelalte, până când în fiecare recipient nivelul lichidului va fi acelaşi.
Principiul vaselor comunicante se aplică şi pentru a evidenţia două lichide nemiscibile (care nu amestecă între ele) cu densităţi diferite, cum ar fi apa şi uleiul. Astfel, dacă introducem apă şi ulei în volume egale în cele două ramuri, de diametre egale, ale unui tub în forma literei U, când sunt separate printr-un robinet, lichidele vor avea acelaşi nivel. Dacă se deschide robinetul de comunicare dintre cele două ramuri, apa va pătrunde în ramura cu ulei şi o va împinge în sus.
Între cele două ramuri ale vasului va apărea o denivelare, la baza tubului, dar vom avea presiuni hidrostatice egale la echilibru. Această metodă se foloseşte pentru determinarea densităţii lichidelor nemiscibile cu apa, dar nu dă un rezultat cert din cauza impreciziei în măsurarea nivelelor lichidului.
Densitatea este masa conţinută în unitatea de volum. Unitatea de măsură pentru densitate este kg/m3 sau g/cm3. Densitatea relativă a unui material este raportul dintre densitatea lui şi densitatea unui material considerat referinţă. Pentru corpurile solide şi lichide se ia drept referinţă apa. Densitatea absolută a apei la 4,2 grade Celsius este egală cu 1 g/cm3, deci masa de apă la această temperatură este exprimată prin acelaşi număr ca şi volumul ei.
Presiunea hidrostatică este presiunea exercitată de o coloană de lichid la baza sa şi reprezintă forţa exercitată pe unitatea de suprafaţă (p = F/S; p este presiunea, F este forţa, iar S este suprafaţa), unitatea de măsură fiind N/m2 (Newton/metru pătrat). Există şi alte unităţi de măsură pentru presiune — Pa (Pascal, unde 1Pa = 1N/m2), atm (atmosferă, unde 1 atm este egală cu aproximativ 105N/m2), mmHg (milimetru coloană de mercur, unde 760 mmHg = 105 N/m2).
Conform legii lui Pascal, presiunea aplicată unui lichid aflat într-un vas este transmisă integral oricărei porţiuni a lichidului, precum şi pereţilor vasului.
Una dintre aplicaţiile legii lui Pascal este presa hidraulică, al cărei principiu de funcţionare implică utilizarea unui piston de suprafaţă mică prin intermediul căruia se exercită o forţă direct asupra unui lichid aflat într-un vas cu diametru mic. Presiunea este transmisă printr-un tub de legătură unui vas mai larg, prevăzut cu un piston de suprafaţă mai mare. Prin presa hidraulică se amplifică forţa transmisă, factorul de multiplicare fiind egal cu raportul suprafeţelor pistoanelor. Presa hidraulică este folosită la scaunele dentare, precum şi la frânele hidraulice.
Preluare de pe AGERPRES /(Marina Bădulescu, editor: Irina Andreea Cristea)
