Жидкости — это вещества, которые умеют течь, и это их суперсила. Гидростатика изучает, что происходит с жидкостью, когда она стоит на месте. Спойлер: она давит.
Внутри жидкости на любой глубине есть давление. Оно одинаково во всех направлениях и растёт с глубиной.
Если сверху ещё и атмосфера давит, то на глубине: p = p₀ + ρ·g·h, где p₀ — атмосферное давление. Именно поэтому в глубоком море тройное давление — тебя расплющило бы мгновенно.
Давление, создаваемое на жидкость в любом месте, передаётся в каждую точку жидкости одинаково по всем направлениям. На нём работают гидравлические прессы, домкраты и тормоза в машинах.
Маленький поршень давит с малой силой на малую площадь — давление одинаковое, значит на большой площади сила огромная. Так домкратом в 2 тонны можно поднять самосвал.
Тело, погружённое в жидкость, выталкивается вверх с силой, равной весу вытесненной жидкости. Это открыл Архимед, когда залез в ванну и закричал «Эврика!».
V — объём погружённой части тела. Больше объём — больше выталкивающая сила. Поэтому огромные стальные корабли плавают, а маленький и плотный камень тонет.
Эквивалентно: тело плавает, если его средняя плотность меньше плотности жидкости. Рыбы-шары надуваются, чтобы увеличить объём и всплыть.
В сосудах, соединённых между собой, однородная жидкость устанавливается на одном уровне — независимо от формы сосудов. На этом работают водяные уровни, шлюзы и фонтаны.
Над нами — столб воздуха весом в 10 метрических тонн на каждый квадратный метр. Ты не чувствуешь его, потому что давление изнутри уравновешивает давление снаружи. На высоте 5 км давление вдвое меньше.
Хочешь проверить опыт Архимеда? Возьми яйцо и два стакана: с чистой водой и с очень солёной. В пресной яйцо тонет, в солёной всплывает — плотность солёной воды больше. Мёртвое море держит на плаву даже тех, кто плавать не умеет.