В механике жидкости сила градиента давления — это сила , возникающая при наличии разницы давлений на поверхности. В общем, давление — это сила, приходящаяся на единицу площади поверхности. Разница в давлении на поверхность тогда подразумевает разницу в силе, которая может привести к ускорению в соответствии со вторым законом движения Ньютона , если нет дополнительной силы, чтобы уравновесить его. Результирующая сила всегда направлена из области большего давления в область меньшего давления. Когда жидкость находится в состоянии равновесия (т. е. отсутствуют результирующие силы и ускорение), система называется находящейся в гидростатическом равновесии . В случае атмосфер сила градиента давления уравновешивается силой гравитации , поддерживая гидростатическое равновесие. В атмосфере Земли , например, давление воздуха снижается на высоте над поверхностью Земли, создавая тем самым силу градиента давления, которая противодействует силе гравитации, действующей в атмосфере.
Эффект Магнуса — это наблюдаемое явление , которое обычно связывают с движением вращающегося объекта в жидкости . Траектория вращающегося объекта отклоняется таким образом, чего нет, когда объект не вращается. Отклонение можно объяснить разницей давления жидкости на противоположных сторонах вращающегося объекта. Эффект Магнуса зависит от скорости вращения.
Рассмотрим кубический объем жидкости с плотностью , высотой и площадью поверхности . Массу посылки можно выразить как . Используя второй закон Ньютона, мы можем затем изучить разницу давлений (предполагается, что она существует только в -направлении), чтобы найти результирующую силу .
Тогда ускорение, возникающее из-за градиента давления, равно:
Эффекты градиента давления обычно выражаются через ускорение, а не через силу. Более точно ускорение для общего давления можно выразить как:
Таким образом, направление результирующей силы (ускорения) противоположно направлению наиболее быстрого увеличения давления.
