13.24: חוק סטוקס

כוחות צמיגים, כמו חיכוך, הם כוחות בין-מולקולריים המתנגדים לתנועה היחסית של מולקולות זו על זו. כאשר גוף מוצק נע דרך נוזל, כוחות צמיגים גוררים אותו לכיוון ההפוך. גודל הכוח תלוי בצורת המוצק ובגודלו, כמו גם במהירות שלו ובמקדם הצמיגות, הצפיפות והטמפרטורה של הנוזל.

הביטוי לכוח על עצם כדורי מוצק בנוזל נקרא חוק' סטוקס. חוק' סטוקס תקף רק לנוזלים עם מספר ריינולדס נמוך, כלומר הוא ישים רק כאשר זרימת הנוזלים היא למינרית ולא סוערת. הכוח על העצם המוצק נמצא בניסוי פרופורציונלי לרדיוס האובייקט ולמהירותו, יחד עם מקדם הצמיגות של הנוזל. ניתן לקבל את סדר התלות של כל משתנה באמצעות ניתוח ממדי. קבוע המידתיות מתקבל בניסוי.

ניתן לנתח את התנועה של מוצק כדורי דרך נוזל באמצעות חוק התנועה השני של ניוטון. בתחילה, אין גרור צמיג שכן המוצק במנוחה. הכוח הנקי כלפי מטה, שניתן על ידי ההבדל במשקלו וכוח הציפה של הנוזל, מגביר את מהירותו כלפי מטה. עם זאת, הגברת המהירות מגבירה את הגרירה הצמיגה. ברגע שיש גרירה צמיגה משמעותית כלפי מעלה, אין כוח נטו בגלל שלושת הכוחות שמאזנים זה את זה: המשקל כלפי מטה, הציפה כלפי מעלה והגרירה הצמיגית כלפי מעלה. לאחר מכן המוצק מגיע למהירות קבועה, הנקראת המהירות הסופית.