Закон Стокса

Рассмотрим объект, движущийся в жидкости. Слои жидкости рядом с объектом увлекаются за собой и испытывают относительную скорость, что приводит к воздействию на объект вязкой силы. Вязкая сила зависит от формы, размера, скорости и свойств жидкости объекта.

Для сферического тела, движущегося внутри жидкости, вязкая сила пропорциональна радиусу сферы, скорости и вязкости жидкости.

Решение уравнения размерным методом, дает зависимость вязкой силы от этих параметров. Полученное выражение является законом Стокса, указывающим на то, что вязкая сила прямо пропорциональна скорости объекта.

Если сферу уронить сквозь жидкость, вес объекта тянет ее вниз, в то время как вязкие и выталкивающие силы действуют вверх.

По мере увеличения скорости за счет ускорения вязкая сила увеличивается. Когда вязкая сила уравновешивает вес и плавучесть, сфера падает с постоянной скоростью, называемой предельной скоростью.

Для жидкости с высокой вязкостью концевая скорость может быть измерена экспериментально. Затем, используя закон Стокса, можно получить вязкость.