Wenn jemand wissen wollte, wie viel Gold oder andere weniger wertvolle Metalle in einer Krone enthalten sind, wie es Archimedes berühmt gemacht hat, müsste man das Prinzip des hydrostatischen Gleichgewichts oder des hydrostatischen Gleichgewichts verstehen; Dies kann mit Hilfe eines Laborgeräts erreicht werden, das den gleichen Namen trägt – einer hydrostatischen Waage. Im Wesentlichen nimmt dieses Gerät Gewichtsmessungen einer Substanz oder eines Gegenstands vor, beispielsweise eines Edelsteins oder einer Flüssigkeit. Es tut dies, indem es das Gewicht des in der Luft schwebenden Objekts und wieder im Wasser vergleicht, wo, wie Schwimmer wissen, Objekte viel leichter zu sein scheinen; Dies ist auf den Aufwärtsschub zurückzuführen, den Wasser auf einen Gegenstand ausübt, der auch Wasser aus seinem Behälter verdrängen kann. Die Geräte, die diese Eigenschaften messen, ähneln oft einer mechanischen oder elektronischen Waage mit einem daran befestigten Gefäß zur Aufnahme der fraglichen Substanz.
Zur Bestimmung der Dichteeigenschaften mit einer hydrostatischen Waage wird ein Stoff zunächst in der Luft gewogen und dann in ein größeres Gefäß mit Wasser getaucht. Diese beiden Messungen werden verglichen und formuliert, um die Schwerkraft der Substanz zu beschreiben. Die Schwerkraftmessung liefert den Forschern wichtige Informationen über die Dichte des Gegenstands oder wie sich eine Substanz oder ein Objekt unter unterschiedlichem Druck verhält.
Hydrostatisches Gleichgewicht bezieht sich oft auf die Beziehung zwischen Schwerkraft und Gasdruck auf einen Stoff. Substanzen erfahren in unterschiedlichen Tiefen unterschiedlichen Druck. Je tiefer der Bereich, desto mehr Druck erträgt er durch die Schwerkraft. Wenn die Schwerkraft nach unten drückt – eine relative Zunahme – nimmt im Wesentlichen auch der Druckgradient der Substanz zu. Einfach ausgedrückt, um das Gold in einer Krone zu messen, kann es hilfreich sein zu wissen, dass die Aufwärtskraft des Wassers auf einen Gegenstand gleich dem Gewicht seiner verdrängten Flüssigkeit ist.
Diese Kräfte können mit einer Substanz in anderen Aspekten interagieren, wie z. B. Temperatur und Oberfläche, Druck oder Energie erzeugen. Die hydrostatische Waage kann neben Wasser auch Elemente in anderen Gemischen suspendieren, um die Schwere von Stoffen zu messen. Maßnahmen können auch die Reinheit von Substanzen erkennen, die mit anderen Elementen vermischt werden könnten; B. ob eine Krone Verunreinigungen enthält, oder im Fall von Archimedes Silber, das ein messbar anderes hydrostatisches Gleichgewicht hat als Gold. Heute findet die Technologie Anwendung in Anwendungen wie Gemmologie, Astrophysik, Geologie und Atmosphäre; in größeren Maßstäben wird das Prinzip verwendet, um Eigenschaften von Planeten und Sternen zu beschreiben. In all diesen Zusammenhängen bezieht sich hydrostatisches Gleichgewicht darauf, wie sich eine Substanz unter unterschiedlichen Drücken verhalten oder ihre Form oder Zusammensetzung beibehalten kann.
Traditionell stützte sich die hydrostatische Waagentechnologie auf mechanische Ausrüstung. Diese Technologie hatte typischerweise die Form einer gewöhnlichen Waage: eine T-förmige Struktur, die an beiden Enden zwei Schalen trägt. Gewichtsunterschiede würden dazu führen, dass sich der Kipphebel zum schwereren Element hin verbiegt.
Moderne hydrostatische Waagen beruhen auf einer anspruchsvollen elektronischen Abtastung. Die Technologie kann einer Waage ähneln, bei der ein einzelnes Schiff an einer elektronischen Plattform hängt. Instrumente können auf verschiedene Größen skaliert werden; einige sind für den Tischbetrieb ausgelegt, während andere größere, eigenständige Geräte für den Umgang mit größeren Schiffen sind.
Moderne Geräte bieten digitale Ausgänge und zahlreiche andere Präzisionsmesswerte. Computergestützte digitale Sensoren können nicht nur das gegebene hydrostatische Gleichgewicht eines Elements melden, sondern auch zusätzliche berechnete Informationen ausgeben. Solche Daten können laufende Analysen und Vergleiche zwischen Messreihen sowie Einheitenumrechnungen zwischen imperialen oder metrischen Systemen umfassen; für die fertige Ausgabe in allen erforderlichen Maßnahmen.