流體靜態(tài)

流體靜態(tài)是涉及靜息流體研究的物理領(lǐng)域。因?yàn)檫@些流體沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，這意味著它們已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，所以流體靜態(tài)主要是關(guān)于理解這些流體平衡條件。當(dāng)聚焦于不可壓縮流體（例如液體）而不是可壓縮流體（例如大多數(shù)氣體）時(shí)，它有時(shí)被稱(chēng)為流體靜壓。

靜止的流體不會(huì)受到任何剪切應(yīng)力，只會(huì)受到周?chē)黧w（和壁，如果在容器中）的法向力的影響，即壓力。（更多關(guān)于這一點(diǎn)。）流體的這種平衡狀態(tài)稱(chēng)為靜水條件。

不處于靜水狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)并因此處于某種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的流體落在流體力學(xué)，流體動(dòng)力學(xué)的另一個(gè)領(lǐng)域之下。

流體靜態(tài)的主要概念

**壓力與正常壓力

考慮流體的橫截面切片。據(jù)說(shuō)，如果它正在經(jīng)歷共面的應(yīng)力，或者指向飛機(jī)內(nèi)方向的應(yīng)力，則會(huì)經(jīng)歷純粹的壓力。液體中的這種剪切應(yīng)力將引起液體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。另一方面，法向應(yīng)力是對(duì)該橫截面積的推動(dòng)。如果該區(qū)域靠在墻壁上，例如燒杯側(cè)面，那么液體的橫截面積將對(duì)墻壁施加力（垂直于橫截面-因此，not共面到它）。液體對(duì)壁施加力并且壁向后施加力，因此存在凈力并且因此運(yùn)動(dòng)沒(méi)有變化。

從研究物理學(xué)的早期開(kāi)始，法向力的概念可能是熟悉的，因?yàn)樗谔幚砗头治鲎杂审w圖時(shí)顯示出很多。當(dāng)東西仍坐在地上時(shí)，它會(huì)向下推向地面力量等于其重量。反過(guò)來(lái)，地面會(huì)在物體底部施加法向力。它經(jīng)歷法向力，但法向力不會(huì)導(dǎo)致任何運(yùn)動(dòng)。

如果有人從側(cè)面推開(kāi)物體，就會(huì)產(chǎn)生一種巨大的力量，這會(huì)導(dǎo)致物體移動(dòng)太久以至于可以克服摩擦阻力。然而，液體內(nèi)的力共面是摩擦，因?yàn)榱黧w分子之間沒(méi)有摩擦。這是使它成為流體而不是兩種固體的一部分。

但是，你說(shuō)，這意味著橫截面正在被推回流體的其余部分？那么它會(huì)移動(dòng)嗎？

這是一個(gè)很好的觀點(diǎn)。流體的橫截面切片被推回液體的其余部分，但是當(dāng)它這樣做時(shí)，流體的其余部分推回。如果流體不可壓縮，那么這種推動(dòng)是'不會(huì)在任何地方移動(dòng)任何東西。流體將推回，一切都會(huì)保持靜止。（如果可壓縮，還有其他考慮因素，但現(xiàn)在讓它保持簡(jiǎn)單。）

壓力

所有這些相互推動(dòng)并抵靠容器壁的液體微小橫截面都代表了微小的力，所有這些力都會(huì)導(dǎo)致流體的另一個(gè)重要物理特性：壓力。

考慮將流體分成微小的立方體而不是橫截面積。立方體的每一側(cè)都被周?chē)囊后w（或容器的表面，如果沿著邊緣）推動(dòng)，所有這些都是對(duì)這些側(cè)面的法向應(yīng)力。微小立方體內(nèi)的不可壓縮流體不能壓縮（那's什么"不可壓縮"畢竟意味著），因此這些微小立方體內(nèi)的壓力沒(méi)有變化。壓在這些微小立方體之一上的力將是法向力，可**抵消相鄰立方體表面的力。

這種在各個(gè)方向上的力的消除是與靜水壓力有關(guān)的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，在杰出的法國(guó)物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家Blaise Pascal（1623-1662）之后被稱(chēng)為Pascal's定律。這意味著任何點(diǎn)的壓力在所有水平方向上都是相同的，因此兩點(diǎn)之間的壓力變化將與高度差異成比例。

Density

理解流體靜態(tài)的另一個(gè)關(guān)鍵概念是流體的密度。它符合Pascal's定律，每種流體（以及固體和氣體）的密度都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。以下是一些常見(jiàn)的密度。

密度健康養(yǎng)生的小知識(shí)是每單位體積的質(zhì)量。現(xiàn)在考慮各種液體，都分成我前面提到的那些小立方體。如果每個(gè)小立方體的尺寸相同，那么密度的差異意味著具有不同密度的小立方體將在其中具有不同的質(zhì)量。較高密度的微小立方體將比較低密度的微小立方體具有更多"東西"在其中。較高密度的立方體將比較低密度的微小立方體重，因此與較低密度的微小立方體相比將會(huì)下沉。

因此，如果將兩種流體（甚至非流體）混合在一起，較致密的部件會(huì)下沉，較不致密的部件會(huì)上升。這在浮力原理中也很明顯，這解釋了如果你記得你的阿基米德，液體的位移如何導(dǎo)致向上的力。如果你注意兩種流體的混合，例如當(dāng)你混合油和水時(shí)，會(huì)有很多流體運(yùn)動(dòng)，并且會(huì)被流體動(dòng)力學(xué)所覆蓋。

但是，一旦流體達(dá)到平衡，就會(huì)有不同密度的流體沉降成層，其中e形成底層的**密度流體，直到達(dá)到頂層上的**密度流體。此頁(yè)面上的圖形顯示了一個(gè)示例，其中不同類(lèi)型的流體根據(jù)其相對(duì)密度將自身區(qū)分為分層層。