Wyobraźmy sobie, że ciało zanurzone w wodzie, przedstawione na poniższym rysunku, znajduje się w stanie równowagi statycznej tzn. ani nie opada na dno, ani nie wypływa na powierzchnię wody. Dzieje się tak dlatego, ponieważ skierowana w dół siła ciężkości $\vec{F}_g$ jest równoważona przez skierowaną ku górze siłę $\vec{F}_w$, pochodzącą ze strony wody otaczającej to ciało od dołu.
Ciśnienie to skalarna wielkość fizyczna, której jednostką w układzie SI, jak pewnie doskonale pamiętasz, jest paskal (ozn. Pa), nazwany tak na cześć francuskiego fizyka i matematyka Blaise Pascala (1623-1662). Pascal podczas swojej pracy naukowej wsławił się m.in. sformułowaniem w 1652 roku fundamentalnego prawa mechaniki płynów znanego powszechnie prawem Pascala, które mówi, że:
Badaniem płynów znajdujących się w stanie spoczynku zajmują się działy mechaniki płynów nazywane hydrostatyką oraz aerostatyką. Pierwszy z wymienionych działów dotyczy cieczy, drugi z nich – gazów. Najprostszym przykładem płynu pozostającego w stanie spoczynku, który znasz z pewnością z własnego doświadczenia, jest woda wypełniająca częściowo lub całkowicie objętość szklanki lub innego naczynia. Być może wiesz również, że wraz ze wzrostem głębokości pod powierzchnią wody, wartość ciśnienia hydrostatycznego (ciśnienie wywierane przez pozostający w spoczynku płyn) wzrasta, z kolei w przypadku osiągania coraz to wyższych wysokości nad poziomem morza, np. podczas wspinaczki górskiej, wartość ciśnienia hydrostatycznego ulega stopniowemu zmniejszaniu. W artykule tym zajmiemy się wyprowadzeniem zależności pozwalającej obliczać wartość tego rodzaju ciśnienia jako funkcję głębokości pod powierzchnią wody lub wysokości nad poziomem morza.
Aby wyznaczyć ciśnienie płynu w dowolnym jego punkcie możemy posłużyć się prostym przyrządem przeznaczonym do tego celu np. takim jak na poniższym rysunku. Głównym elementem tego przyrządu jest ruchomy tłok o powierzchni ΔS opierający się na sprężynie, mogący poruszać się w kierunku pionowym (a więc wzdłuż cylindra stanowiącego jednocześnie obudowę tego przyrządu).
Chcąc wyznaczyć gęstość ρ płynu lub ciała stałego w dowolnym jego punkcie, musimy wydzielić pewną jego porcję o objętości ΔV w otoczeniu tego punktu oraz zmierzyć masę Δm tej porcji zawierającą się w jej objętości:
$$\rho = \frac{\Delta \hspace{.02 cm} m}{\Delta \hspace{.02 cm} V}$$
Pod pojęciem płynu rozumiemy zarówno ciecze (np. woda w stanie ciekłym), jak i gazy (np. powietrze). Płyny w przeciwieństwie do ciał stałych nie posiadają struktury krystalicznej tzn. nie wykazują dalekozasięgowego (rozciągającego się na całej długości) i regularnego uporządkowania atomów. Konsekwencją tego faktu jest nieustanny, chaotyczny ruch atomów odbywający się we wszystkich trzech kierunkach przestrzennych, którego intensywność wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.