Vätskefysik

Vätskefysik, även känt som fluidmekanik, är den gren av fysiken som studerar beteendet hos vätskor och gaser, både i vila (statisk) och i rörelse (dynamisk). Det är ett brett fält som omfattar allt från hur vattenflöden i en flod till hur luft strömmar runt ett flygplan. Vätskefysik delas ofta upp i två huvudområden: hydrostatik, som handlar om vätskor i vila, och hydrodynamik, som behandlar vätskor i rörelse.

Inom hydrostatiken studeras bland annat tryck i vätskor, Arkimedes princip om flytkraft och Pascals princip om trycköverföring. Dessa principer är avgörande för att förstå hur föremål flyter eller sjunker, och ligger till grund för konstruktion av fartyg och ubåtar.

Hydrodynamiken tar sig an mer komplexa fenomen som viskositet (vätskors inre friktion), turbulens (oregelbunden och kaotisk rörelse) och strömning runt objekt. Ekvationer som Navier-Stokes ekvationer är centrala inom detta område och beskriver hur tryck, hastighet och viskositet samverkar i en strömmande vätska. Tillämpningar av hydrodynamik återfinns inom allt från väderprognoser och blodflödesanalyser till design av pumpar och jetmotorer. Gasdynamik är en specialiserad gren av hydrodynamiken som fokuserar på kompressibla fluider, där densiteten förändras signifikant med tryck och temperatur, vilket är viktigt vid höga hastigheter.