Сучасна авіація була б неможлива без аеродинамічного аналізу, заснованого на фундаментальних принципах механіки рідини. Хоча розмовною мовою поняття "рідина" часто є синонімом слова "рідина", наукове поняття рідини стосується як газів, так і рідин. Визначальною характеристикою рідин є схильність до течії - або, кажучи технічною мовою, безперервної деформації - під напругою. Поняття тиску тісно пов'язане з важливими характеристиками текучої рідини.
Сила тиску
Технічне визначення тиску - сила на одиницю площі. Тиск може бути більш значущим, ніж пов'язані з ним величини, такі як маса або сила, оскільки практичні наслідки різних сценаріїв часто залежать головним чином від тиску. Наприклад, якщо ви застосовуєте кінчик пальця, щоб прикласти до огірка м’яку силу зниження, нічого не відбувається. Якщо ви прикладете ту саму силу лезом гострого ножа, ви проріжете огірок. Сила однакова, але край клинка має набагато меншу площу поверхні, і, отже, сила на одиницю площі - іншими словами, тиск - набагато вища.
Плавні сили
Тиск діє як на рідини, так і на тверді предмети. Ви можете зрозуміти тиск рідини, візуалізуючи воду, що протікає через шланг. Рухлива рідина чинить силу на внутрішні стінки шланга, і тиск рідини еквівалентний цій силі, поділеній на внутрішню поверхню шланга в даній точці.
Обмежена енергія
Якщо тиск дорівнює силі, поділеній на площу, тиск також дорівнює силі, помноженій на відстань, поділену на площу помножену на відстань: FD / AD = P. Площа в відстані еквівалентна об'єму, а сила, відстань у відстань, є формулою роботи, яка в цій ситуації еквівалентна енергії. Таким чином, тиск рідини також можна визначити як щільність енергії: загальна енергія рідини, поділена на об'єм, в якому тече рідина. Для спрощеного випадку рідини, яка не змінює висоту під час течії, загальна енергія - це сума енергії тиску та кінетичної енергії молекул рухомої рідини.
Збережена енергія
Основний зв’язок між тиском і швидкістю рідини зафіксовано в рівнянні Бернуллі, яке стверджує, що загальна енергія рухомої рідини зберігається. Іншими словами, сума енергії, зумовлена тиском і кінетичною енергією, залишається незмінною, навіть коли об’єм потоку змінюється. Застосовуючи рівняння Бернуллі, ви можете продемонструвати, що тиск насправді зменшується, коли рідина рухається через звуження. Загальна енергія до звуження і під час звуження повинна бути однаковою. Відповідно до збереження маси, швидкість рідини повинна збільшуватися в звуженому обсязі, і, отже, кінетична енергія також збільшується. Загальна енергія не може змінюватися, тому тиск повинен зменшуватися, щоб збалансувати збільшення кінетичної енергії.