نیروی گرادیان فشار (Pressure Gradient Force)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی گرادیان فشار (Pressure Gradient Force) :
نیروی گرادیان فشار یک نیروی اساسی در دینامیک سیالات (Fluid Dynamics) و فیزیک پلاسما (Plasma Physics) است. این نیرو زمانی ایجاد می شود که در یک سیال (مایع، گاز یا پلاسما)، اختلاف فشار (تفاوت فشار در نقاط مختلف) وجود داشته باشد. سیال همیشه از ناحیه ای با فشار بیشتر به سمت ناحیه ای با فشار کمتر حرکت می کند تا این عدم تعادل را جبران کند.
بیان ریاضی این نیرو به صورت برداری و بر اساس گرادیان فشار (Pressure Gradient) است. برای یک المان کوچک از سیال با حجم
\[ dV \]، نیروی خالص ناشی از اختلاف فشار برابر است با منفی گرادیان فشار ضرب در حجم:
\[ \vec{F} = -\nabla P \, dV \]که در آن
\[ \nabla P \]گرادیان فشار (مشتق مکانی فشار) است. علامت منفی نشان می دهد که جهت نیرو به سمت کاهش فشار است. اگر این نیرو را بر حسب نیروی وارد بر واحد حجم بنویسیم، داریم:
\[ \vec{f} = -\nabla P \]این نیرو مسئول بسیاری از پدیده های طبیعی است. برای مثال، وزش باد روی زمین عمدتا ناشی از نیروی گرادیان فشار بین مناطق پرفشار و کم فشار است. در داخل ستارگان، نیروی گرادیان فشار ناشی از همجوشی هسته ای در مرکز، با نیروی گرانش عظیم ستاره مقابله می کند و از رمبش آن جلوگیری می نماید. در پلاسمای توکامک (Tokamak) برای مهار پلاسمای داغ، ایجاد یک گرادیان فشار قوی ضروری است.
