Ang fluid dynamics ay isang pangunahing bahagi ng pisika na nag-aaral sa pag-uugali ng mga likido at gas na gumagalaw. Sinasaklaw nito ang iba't ibang konsepto, kabilang ang daloy ng likido, presyon, bilis, at mga puwersang kumikilos sa mga likido. Ang fluid dynamics ay may makabuluhang aplikasyon sa engineering, meteorology, oceanography, at maging sa pag-unawa sa mga biological system. Tuklasin ng araling ito ang mga pangunahing konsepto ng fluid dynamics, na nag-aalok ng mga insight sa kung paano kumikilos ang mga fluid sa ilalim ng iba't ibang kundisyon.
Ang likido ay isang sangkap na hindi makalaban sa anumang puwersa ng paggugupit na inilapat dito. Kapag inilapat ang puwersa ng paggugupit, patuloy na nade-deform ang isang likido. Kasama sa mga likido ang parehong mga likido at gas. Mayroon silang natatanging katangian ng pag-agos at pagkuha ng hugis ng kanilang mga lalagyan.
Ang lagkit ay isang sukatan ng paglaban ng likido sa pagdaloy. Inilalarawan nito kung gaano kakapal o syrupy ang isang likido. Ang tubig ay may mababang lagkit, ibig sabihin ay madali itong dumadaloy, samantalang ang pulot ay may mataas na lagkit at dumadaloy nang mas mabagal. Ang mathematical na representasyon ng lagkit ay kadalasang ibinibigay ng simbolong \(\mu\) . Ang unit ng lagkit sa SI system ay ang Pascal second ( \(Pa\cdot s\) ).
Mayroong dalawang uri ng daloy na maaaring mangyari sa isang likido: laminar at magulong. Ang daloy ng laminar ay nailalarawan sa pamamagitan ng makinis, maayos na paggalaw ng likido na karaniwang nakikita sa mga likido na gumagalaw sa mas mababang bilis. Sa kabaligtaran, ang magulong daloy ay magulo at nangyayari sa mataas na bilis. Ang paglipat mula sa laminar patungo sa magulong daloy ay tinutukoy ng Reynolds number ( \(Re\) ), na kinakalkula bilang:
\(Re = \frac{\rho vL}{\mu}\)Kung saan ang \(\rho\) ay ang fluid density, \(v\) ay ang fluid velocity, \(L\) ay isang katangiang linear na dimensyon, at \(\mu\) ay ang dynamic na lagkit ng fluid.
Ang presyon ay isang kritikal na konsepto sa fluid dynamics. Ito ay ang puwersa na ibinibigay sa bawat unit area ng mga particle ng fluid. Ang presyon ng likido ay nagbabago nang may lalim at ibinibigay ng equation:
\(P = P_0 + \rho gh\)Kung saan ang \(P\) ay ang fluid pressure sa lalim \(h\) , \(P_0\) ay ang fluid pressure sa ibabaw, \(\rho\) ay ang density ng fluid, \(g\) ay ang acceleration dahil sa gravity, at \(h\) ay ang lalim sa ibaba ng ibabaw.
Ang Prinsipyo ni Bernoulli ay isang pangunahing prinsipyo sa fluid dynamics na nagpapaliwanag kung paano nauugnay ang bilis, presyon, at taas ng isang fluid. Ayon sa prinsipyong ito, ang pagtaas sa bilis ng isang likido ay nangyayari nang sabay-sabay sa pagbaba ng presyon o pagbaba sa potensyal na enerhiya ng likido. Ang prinsipyo ay ipinahayag bilang:
\(P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \textrm{pare-pareho}\)Kung saan ang \(P\) ay ang presyon, \(\rho\) ay ang density ng fluid, \(v\) ay ang bilis ng fluid, at \(h\) ay ang taas sa itaas ng isang reference point.
Ang pag-unawa sa fluid dynamics ay mapapahusay sa pamamagitan ng mga simpleng eksperimento at obserbasyon mula sa pang-araw-araw na buhay:
Ang fluid dynamics ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa maraming mga lugar ng agham at engineering, kabilang ang:
Ang fluid dynamics ay isang kamangha-manghang bahagi ng physics, na nag-aalok ng mga insight sa kung paano kumikilos ang mga likido sa iba't ibang sitwasyon. Mula sa daloy ng tubig sa mga ilog hanggang sa disenyo ng sopistikadong sasakyang panghimpapawid, ang mga prinsipyo ng fluid dynamics ay nakakahanap ng mga aplikasyon sa maraming aspeto ng pang-araw-araw na buhay at teknolohiya. Ang pag-unawa sa mga prinsipyong ito ay nagpapahusay sa ating kakayahang magbago at malutas ang mga kumplikadong problema sa iba't ibang larangan kabilang ang environmental science, engineering, at medisina.
