Przejdź do zawartości

Prawo Stokesa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Linie prądu płynu i siły działające na kulę poruszającą się w płynie: Fg to siła grawitacji a Fd to opór aerodynamiczny

Prawo Stokesaprawo określające siłę oporu, działającą na ciało w kształcie kuli, poruszające się w płynie (cieczy, gazie lub plazmie). Zostało odkryte w roku 1851 przez George’a Stokesa.

Prawo wyraża się wzorem:

gdzie:

– siła oporu,
lepkość dynamiczna płynu,
promień kuli,
prędkość ciała względem płynu.

Wzór ten jest spełniony dla małych prędkości ciała, ściślej: w przypadku małych liczb Reynoldsa (Re) charakteryzujących przepływ (Re < 1). Dla kuli liczbę Reynoldsa definiuje się jako:

gdzie:

gęstość płynu, w którym porusza się kula.

Prawo zapisane w pierwotnej postaci można przekształcić do:

gdzie:

ciśnienie dynamiczne,

co zgodnie z definicją współczynnika oporu aerodynamicznego () jest równoważne z:

W gazach wzór jest spełniony dla ciał, których średnica jest znacznie większa od drogi swobodnej cząstki gazu, co jest równoważne warunkowi liczba Knudsena < 0,01. Dla ciał o mniejszym promieniu stosuje się wzór z poprawką uwzględniającą drogę swobodną cząsteczek:

gdzie średnia droga swobodna cząsteczki gazu.

Wzór jest stosowany w fizyce cząstek, meteorologii, chemii koloidów, do określania szybkości osiadania cząstek, jest wykorzystywany do wyznaczania lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru.

Ze wzoru tego wynika wzór na prędkość graniczną spadania kulki:

gdzie:

– prędkość graniczna,
przyspieszenie ziemskie,
gęstość kulki,
– gęstość płynu.

Dla powietrza, którego gęstość można pominąć wzór przyjmuje postać:

Zobacz też

[edytuj | edytuj kod]
pFad - Phonifier reborn

Pfad - The Proxy pFad of © 2024 Garber Painting. All rights reserved.

Note: This service is not intended for secure transactions such as banking, social media, email, or purchasing. Use at your own risk. We assume no liability whatsoever for broken pages.


Alternative Proxies:

Alternative Proxy

pFad Proxy

pFad v3 Proxy

pFad v4 Proxy