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Lexikon Physik

Hydrostatik und Hydrodynamik

Die Hydrostatik (von griech. hydor „Wasser“ und lat. stare „stehen“) ist die Lehre vom Gleichgewicht in ruhenden Flüssigkeiten bei Einwirkung äußerer Kräfte. Die grundlegende Aufgabe der Hydrostatik ist die Bestimmung der Druckverteilung in einer ruhenden Flüssigkeit.

Ein zentraler Begriff ist dabei der hydrostatische Druck. Darunter versteht man den Druck in einer ruhenden, inkompressiblen (nicht zusammendrückbaren) Flüssigkeit. Er setzt sich grundsätzlich zusammen aus dem Druck, der von der auf die Flüssigkeit wirkenden Schwerkraft herrührt (Schweredruck), und aus einem durch andere Kräfte erzeugten Anteil; meist wird darunter allerdings nur der Schweredruck in der Flüssigkeit verstanden. Um den hydrostatischen Druck herzuleiten, betrachtet man die Gewichtskraft FG einer Flüssigkeit der Dichte \(\rho\) und mit dem Volumen \(V = A \cdot h\):

\(F_\text G= m \cdot g = V\cdot \rho\cdot g = A\cdot h \cdot \rho\cdot g\)

(g: Fallbeschleunigung). Diese Gewichtskraft wirkt über die gesamte Querschnittsfläche A, dies bedeutet einen Druck

\(p = \dfrac{F_\text G} A = \dfrac {A\cdot h \cdot \rho\cdot g} A = h \cdot \rho\cdot g\)

Der hydrostatische Druck hängt also nur von der Tiefe und der Dichte der Flüssigkeit ab, nicht von der Gefäßform oder dem Gewicht des Körpers, der in die Flüssigkeit getunkt wird. Dies nennt man manchmal hydrostatisches Paradoxon

Im Gegensatz zur Hydrostatik untersucht die Hydrodynamik Vorgänge in bewegten inkompressiblen Flüssigkeiten bzw. Körper, die sich durch inkompressible Flüssigkeiten bewegen. Bei Bewegungen durch Gase bzw. Strömungen in Gasen spricht man von der Aerodynamik.

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