Kaj je mehanika tekočin?

Mehanika tekočin je veja fizike, ki se ukvarja s preučevanjem tekočin in načinov njihove interakcije s silami. Tako tekočine kot plini se za namene te veje znanosti štejejo za tekočine. Pogosto je področje mehanike tekočin razdeljeno na dve bolj specifični študijski področji. To sta statika tekočin in dinamika tekočin, ki zadevata tekočine v mirovanju oziroma tekočine v gibanju. Mehanika tekočin lahko vključuje zelo zapleteno matematiko, pomoč sodobnih računalnikov pa je to znanost bistveno izboljšala.

Kronološke korenine mehanike tekočin segajo vse do starih Grkov. Grški fizik in izumitelj Arhimed je bil avtor nekaterih prvih študij, ki jih poznamo in se nanašajo na statiko tekočin, vključno z lastnostjo vzgona. Perzijski filozofi v srednjeveškem obdobju so ta starodavna dela združili z lastnimi študijami dinamike tekočin, ki so delovale kot zgodnji predhodnik sodobne dinamike tekočin. Tako znane zgodovinske osebnosti, kot sta Leonardo da Vinci in Sir Isaac Newton, pa tudi drugi, so pomembno prispevali k našemu razumevanju mehanike tekočin.

Vsaka vrsta znanosti se začne z osnovnimi, temeljnimi predpostavkami, ki urejajo potek njihovega študija. Mehanika tekočin je običajno opredeljena tako, da ima v svojem korenu tri osnovne premise ali predpostavke. Prvi je ohranjanje mase, kar pomeni, da mase ni mogoče niti spontano ustvariti niti uničiti, čeprav lahko spreminja oblike. Druga predpostavka, ohranjanje zagona, je nekoliko podobna. Ta zakon pravi, da je skupni zagon v zaprtem sistemu konstanten in se ne more spontano pojaviti ali izginiti.

Tretja osnovna predpostavka, ki ureja mehaniko tekočin, je tako imenovana hipoteza kontinuuma. To je način videnja tekočin, ki ne upošteva prisotnosti diskretnih molekul. Namesto tega se domneva, da se lastnosti tekočine nenehno spreminjajo od ene točke do druge.

Ker zanemarja dejansko naravo majhnih delcev snovi, je hipoteza kontinuuma le približek, ki se uporablja kot orodje pri izračunih. Posledica je lahko nekoliko nenatančna rešitev, pa tudi rešitve, ki so v idealnih okoliščinah zelo natančne. Obstajajo tudi druge, natančnejše metode, vendar je ta hipoteza pogosto zelo uporabna kot predpostavka. Velikokrat je mogoče tudi domnevati, da je določena tekočina nestisljiva, kar pomeni, da je ni mogoče stisniti. To pa dejansko velja le za tekočine in ne za pline.