hydrostaattiselle

Hydrostaattisuus on nesteiden tasapainon ja paineen jakautumisen tutkimusala. Se selittää, miten paine kasvaa syvemmälle ja miten nesteet voivat tukea toisiaan ilman virtausta. Hydrostaattisuuden peruslaskelmat ovat keskeisiä säiliöiden ja putkistojen suunnittelussa sekä paineen mittauksessa.

Nesteessä lepäävän paineen yleinen riippuvuus syvyydestä on P = P0 + ρ g h, jossa P0 on nestepinnan päällä vallitseva paine, ρ tiheys, g maan gravitaatio ja h syvyys nestepinnasta. Jos tiheys muuttuu syvyyden mukana, paine määräytyy P(z) = P0 + ∫ ρ(z) g dz.

Pascalin periaate toteaa, että paine jakautuu nesteessä tasaisesti kaikkialle, kun neste on lepäävä. Tämän seurauksena painearvot muodostavat isobaarisia tasoja, ja paine riippuu käytännössä ainoastaan syvyydestä, kun olosuhteet ovat vakio.

Arkimedeen periaate kuuluu, että nesteen aiheuttama noste on yhtä suuri kuin syrjäytetyn nesteen paino. Noste F_b = ρ g V_sub, jossa ρ on nesteen tiheys ja V_sub on kappaleen upotettu tilavuus. Tämä selittää kelluvuuden sekä upotuksen ilmiöt.

Sovelluksia ovat esimerkiksi manometrit, barometrit, hydraulisten järjestelmien paineen mittaukset sekä syvyyden ja nesteen ominaisuuksien arviointi. Hydrostaattisuus oletetaan usein, että nesteet ovat tasapainossa, vakiotiheisiä ja isotrooppisia; nesteiden lämpötila, viskositeetti ja tiheyden vaihtelut voivat vaikuttaa tuloksiin.