Nel momento in cui vogliamo studiare la dinamica dei liquidi, è difficile applicare direttamente
le leggi di Newton. Dobbiamo immaginare, infatti, che il nostro liquido è composto da tanti
piccoli elementini e, dunque, è difficile tenere conto delle tre leggi della dinamica
per ogni elementino. Il problema diventerebbe molto complicato. Allora vogliamo affrontare
il problema della dinamica in un modo diverso. Immaginiamo, ad esempio, di considerare un
elementino del nostro liquido in posizione 1. Ebbene, in questo momento, questo liquido,
questo elementino di liquido, avrà una velocità, ad esempio, v_1. Le condizioni meccaniche
di questo elementino di liquido saranno definite in un certo modo. Aspettiamo un certo tempo
∆t e ritroviamo adesso il nostro elementino, per esempio, in questa posizione. Chiamiamo
la posizione 3 e diciamo che la velocità sia v_3. Ora, nello stesso intervallo
di tempo, però, un altro elementino di fluido si sarà posizionato nella posizione 1, occupata
prima dal nostro elementino. Le condizioni meccaniche, però, saranno esattamente le
stesse o, quantomeno, ci mettiamo in quest'ipotesi, e, dunque, avremo le stesse condizioni e la
stessa velocità. In altre parole, se noi dovessimo fare una foto del sistema al tempo
t e al tempo t più ∆t, di questo nostro sistema, non vedremmo nessuna differenza.
Diremo allora che le condizioni sono di moto stazionario.
Fra l'istante di tempo 1 e l'istante di tempo 3
ci sarà, per esempio, un istante di tempo 2, dove il nostro elementino si troverà in
questa posizione, con una velocità v_2, per esempio messa così. Dunque, il percorso
che noi osserviamo di questo elementino di liquido è una traiettoria, per esempio questa,
caratterizzata dal fatto che il vettore velocità sarà sempre tangente in ogni punto. Un elementino
di liquido che si trova su questa linea, la percorrerà tutta proprio perché, essendo
il moto stazionario, qualunque elementino si trovi in posizione 1, dovrà necessariamente
ripercorrere la stessa linea, essendo le condizioni meccaniche identiche e la velocità sempre
la stessa. Dunque, come si vede, non interessa più considerare le leggi per ogni singolo
elementino ma sto facendo un discorso valido nel singolo punto. In un punto qualunque di
questa linea le condizioni meccaniche saranno sempre le stesse. Questa lena prende il nome
di linea di flusso.
Una delle caratteristiche l'abbiamo vista. Il vettore velocità è tangente, punto per
punto, a questa linea. Ovviamente non è possibile che due linee di flusso si vadano ad intersecare.
Per quale motivo ? Perché nel momento in cui avessimo una linea di flusso che si dovesse
intersecare avrei, nel punto d'intersezione, la tangente lungo due direzioni e questo non
è possibile perché, altrimenti, non saprei quale velocità ha l'elementino di liquido
in quel momento. L'insieme di tutte le linee di flusso che posso disegnare in questo sistema,
per esempio questa può essere un'altra, questa potrebbe essere un'altra, che mi rappresentano,
come dicevamo prima, il percorso che qualunque elementino di liquido si trovasse in questa
posizione seguirebbe successivamente, creano quello che viene chiamato un tubo di flusso.