Stokesov zakon
From Wikipedia, the free encyclopedia
1851. godine, George Gabriel Stokes izveo je izraz, sada poznat kao Stokesov zakon, za silu trenja – također poznatu kao sila otpora – kojom su opterećeni sferični predmeti sa veoma malim Reynoldsovim brojevima (npr., vrlo male čestice) u neprekidnom viskoznom fluidu. Stokesov zakon je dobijen rješavanjem granične vrijednosti za Stokesovo strujanje za male Reynoldsove brojeve u, općenito, nerješivim Navier–Stokesovim jednačinama:[1]
gdje je:
- Fd – sila trenja (u N),
- μ – dinamička viskoznost fluida (u Pa s),
- R – radijus sferičnog predmeta (u m),
- V – brzina čestice (u m/s).
Ako čestice struje u viskoznom fluidu na račun vlastite težine zbog gravitacije, tada se terminalna brzina, poznata i kao brzina smirivanja, dostiže kada je sila trenja, zajedno sa silom potiska, u ravnoteži sa gravitacionom silom. Rezultirajuća terminalna brzina je data sa:[2]
gdje je:
- Vs – terminalna brzina čestice (m/s) (vertikalno naniže, ako je ρp > ρf, naviše, ako je ρp < ρf ),
- g – gravitaciono ubrzanje (m/s2),
- ρp – gustoća čestica (kg/m3),
- ρf – gustoća fluida (kg/m3).
Značajno je spomenuti da se, pomoću Stokesovog zakona, određuje Stokesov radijus molekula.