【斯托克斯定律】斯托克斯定律是流体力学中一个重要的物理定律,用于描述在粘性流体中,小球体以低速运动时所受到的阻力。该定律由英国物理学家乔治·加布里埃尔·斯托克斯(George Gabriel Stokes)于1851年提出,广泛应用于物理学、化学和工程学等领域。
斯托克斯定律适用于雷诺数较低的情况,即流体流动处于层流状态,且物体尺寸较小,速度较慢。此时,阻力主要由流体的粘性引起,而与惯性力无关。
斯托克斯定律总结
项目 | 内容 |
定义 | 在粘性流体中,小球体以低速运动时所受的阻力与速度成正比。 |
适用条件 | 雷诺数小于1,流体为层流,物体为球形且体积较小。 |
提出者 | 乔治·加布里埃尔·斯托克斯(1851年) |
公式表达 | $ F = 6\pi \eta r v $ 其中:$ F $ 为阻力,$ \eta $ 为流体粘度,$ r $ 为球体半径,$ v $ 为球体速度。 |
应用领域 | 沉降速度计算、微粒运动分析、流体动力学实验等。 |
局限性 | 不适用于高速或大尺寸物体,也不适用于湍流状态。 |
斯托克斯定律在实际中常用于测量液体的粘度,例如通过观察小球在液体中的沉降速度来推算粘度值。此外,在生物医学、环境科学以及材料科学中,斯托克斯定律也具有重要应用价值。理解这一原理有助于更好地掌握流体与物体之间的相互作用机制。