Hydrostaattinen

Hydrostaattinen on termi, jolla viitataan hydrostaattiseen nesteiden lepotilaan liittyviin ilmiöihin sekä niissä esiintyviin paineisiin ja voimiin. Hydrostaattinen tilanne syntyy, kun neste ei virtaa tai kun liikkeet ovat hyvin pieniä, ja sen tutkimus keskittyy paineen jakautumiseen nesteessä sekä sen riippuvuuteen syvyydestä.

Paine nesteessä kasvaa syvyyden mukana, ja kyse on p = p0 + ρgh -lauseesta, jossa p on paine, p0 kyseessä olevan pinnan paine, ρ nesteen tiheys, g gravitaatiokiiro, ja h syvyys mittauspinnasta. Jos neste on homogeeninen, paineen kasvu on lineaarinen syvyyden funktiona. Paine nesteessä vaikuttaa yhtä laajasti kaikkiin suuntiin, eli paine on isotrooppinen; tämä ilmiö tunnetaan Pascalin lain vaikutuksena.

Nosteen ja syrjäytymisen laki liittyvät myös hydrostaattisiin ilmiöihin. Arkhimeneen periaatteen mukaan upotetun kappaleen noste on yhtä suuri kuin syrjäytetyn nesteen kappaleen paino, jolloin kappale kelluu tukevaan asentoon tai uppoaa riippuen sen tiheydestä suhteessa ympäröivään nesteeseen.

Historia ja sovellukset. Hydrostaattisen analyysin periaatteet olivat tunnettuja antiikin aikana (Arkhimedeen periaate), ja niitä kehitti merkittävästi Pascal. Käytännön sovelluksia ovat barometrit ja manometrien toiminta, vesihuollon ja säiliöiden suunnittelu, paineastioiden turvallinen mitoitus sekä merenhisiksen ja syväsukelluksen laskelmat. Hydrostaattinen osa fluidimekaniikkaa muodostaa perustan ymmärrykselle nesteiden paineesta levossa sekä niiden vaikutuksista rakenteisiin.