Dacă o persoană ar dori să știe cât de mult aur sau alte metale mai puțin valoroase sunt într-o coroană, așa cum a făcut celebrul Arhimede, ar fi necesar să înțeleagă principiul echilibrului hidrostatic sau echilibrul hidrostatic; acest lucru poate fi realizat cu ajutorul unui echipament de laborator care împărtășește numele – o balanță hidrostatică. În esență, acest dispozitiv ia măsurători de greutate a unei substanțe sau obiect, cum ar fi o piatră prețioasă sau un fluid. Face acest lucru comparând greutatea obiectului suspendat în aer și din nou în apă, unde, după cum știu înotătorii, obiectele par a fi mult mai ușoare; acest lucru se datorează împingerii în sus pe care apa o plasează asupra unui obiect, care poate, de asemenea, să deplaseze apa din recipientul său. Echipamentul care măsoară aceste caracteristici seamănă adesea cu un cântar mecanic sau electronic cu un vas atașat pentru a ține substanța în cauză.
Pentru a determina caracteristicile densității folosind o balanță hidrostatică, o substanță este mai întâi cântărită în aer, apoi aceeași substanță este scufundată într-un vas mai mare care conține apă. Aceste două măsurători sunt comparate și formulate pentru a descrie gravitația substanței. Măsura gravitației le spune cercetătorilor informații vitale despre densitatea obiectului sau despre modul în care o substanță sau obiect se va comporta sub diferite presiuni.
Echilibrul hidrostatic se referă adesea la relația dintre gravitație și presiunea gazului asupra unei substanțe. Substanțele experimentează cantități diferite de presiune la diferite adâncimi. Cu cât zona este mai adâncă, cu atât suportă mai multă presiune din cauza gravitației. În esență, pe măsură ce gravitația presează în jos – o creștere relativă – și gradientul de presiune al substanței crește. Mai simplu spus, pentru a măsura aurul dintr-o coroană, poate fi util să știm că forța ascendentă a apei asupra unui obiect este egală cu greutatea fluidului său deplasat.
Aceste forțe pot interacționa cu o substanță în alte aspecte, cum ar fi temperatura și suprafața, generând presiuni sau energie. Balanța hidrostatică poate suspenda elemente în alte amestecuri precum și apă, pentru a măsura gravitația substanțelor. Măsurile pot detecta, de asemenea, puritatea substanțelor care ar putea fi amestecate cu alte elemente; de exemplu, dacă o coroană conține impurități sau, în cazul lui Arhimede, argint, care are un echilibru hidrostatic măsurabil diferit de aurul. Astăzi, tehnologia își găsește utilizări în aplicații precum gemologie, astrofizică, geologie și atmosferă; la scară mai mare, principiul este folosit pentru a descrie caracteristicile planetelor și stelelor. În toate aceste contexte, echilibrul hidrostatic se referă la modul în care o substanță se poate comporta sau își poate păstra forma sau compoziția sub diferite presiuni.
În mod tradițional, tehnologia echilibrului hidrostatic se baza pe echipamente mecanice. Această tehnologie avea de obicei forma unui echilibru comun: o structură în formă de T care susține două vase la fiecare capăt. Diferențele de greutate ar determina culbutorul să se încline spre elementul mai greu.
Echipamentele moderne de echilibrare hidrostatică se bazează pe senzori electronici precisi. Tehnologia poate semăna cu o cântar cu un singur vas suspendat de o platformă electronică. Instrumentele pot fi scalate la diferite dimensiuni; unele sunt proiectate pentru operare pe bancă, în timp ce altele sunt echipamente mai mari, independente, pentru a manipula nave mai mari.
Dispozitivele moderne oferă ieșiri digitale și numeroase alte citiri de precizie. Senzorii digitali computerizați pot raporta nu numai echilibrul hidrostatic dat al unui element, dar pot, de asemenea, să emită informații suplimentare calculate. Astfel de date pot include analize și comparații între serii de măsurători, precum și conversii de unități între sistemele imperiale sau metrice; pentru rezultate gata în orice măsuri necesare.