Równowaga hydrostatyczna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Równowaga hydrostatyczna (równowaga dynamiczna) – stan równowagi materii, kiedy siła grawitacji jest zrównoważona przez siłę gradientu ciśnienia, działającą w odwrotnym kierunku.

Rozważmy pewną niewielką objętość V w której gęstość materii jest w przybliżeniu stała i wynosi ρ. Jeśli z określa odległość od środka układu grawitacyjnego zaś g jest przyspieszeniem grawitacyjnym (odpowiednikiem przyspieszenia ziemskiego), to warunkiem równowagi hydrostatycznej jest równość:

 \rho \,V g \;=\; \frac{\partial p}{\partial z} \,V

gdzie lewa strona równania jest siłą grawitacji działającą na tę objętość, zaś prawa – siłą gradientu ciśnień (zakładamy, że zmienia się ono jedynie wzdłuż osi z). Dzieląc obydwie strony przez objętość, otrzymujemy niezależny od niej warunek:

 \frac{\partial p}{\partial z} \;=\; \rho \;g

Astrofizyka[edytuj | edytuj kod]

Równowaga hydrostatyczna jest ważnym pojęciem w astrofizyce - w każdej warstwie gwiazdy musi panować równowaga hydrostatyczna, przez co gwiazda ani nie imploduje, ani nie eksploduje. Izotropiczne pole grawitacyjne gwiazdy powoduje, że przybiera ona kształt kuli.

Planetologia[edytuj | edytuj kod]

Osiągnięcie wewnętrznej równowagi hydrostatycznej jest jednym z wymagań obecnie przyjętej definicji planety - aby dany obiekt mógł zostać sklasyfikowany jako planeta, musi on mieć wystarczającą masę, aby jego własna siła grawitacyjna pozwoliła na uzyskanie równowagi hydrostatycznej. W praktyce oznacza to, że dane ciało musi przybrać postać zbliżoną do kuli lub w przypadku niektórych ciał, na które działają zewnętrzne siły pływowe, czy szybko wirujących - elipsoidy.