חוק סטוקס – הבדלי גרסאות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
EmausBot (שיחה | תרומות)
מ r2.7.2+) (בוט מוסיף: be:Закон Стокса
DixonDBot (שיחה | תרומות)
מ r2.7.3) (בוט מוסיף: ar:قانون ستوكس
שורה 28: שורה 28:


[[en:Stokes' law]]
[[en:Stokes' law]]
[[ar:قانون ستوكس]]
[[az:Stoks qanunu]]
[[az:Stoks qanunu]]
[[be:Закон Стокса]]
[[be:Закон Стокса]]

גרסה מ־13:30, 28 באוקטובר 2012

חוק סטוקס בהידרודינמיקה עוסק בתנועת גוף בתווך צמיג. החוק קרוי על שמו של הפיזיקאי האנגלי ג'ורג' סטוקס אשר קיבל אותו בשנת 1851.

על פי חוק סטוקס, כוח הגרר (כוח ה"חיכוך" המתנגד לתנועת הגוף) על כדור ברדיוס הנע במהירות בתווך בעל מקדם צמיגות נתון על ידי:

חוק סטוקס תקף בגבול של מספר ריינולדס קטן () בו הצמיגות דומיננטית יחסית לאינרציה. במקרה זה לקבל את חוק סטוקס על ידי פתרון של משוואת נאווייה-סטוקס בהזנחת אברי האינרציה.

היחס הישר בין כוח הגרר ובין המהירות מתקיים גם לגופים בעלי צורה לא כדורית, אולם עבורם לא ניתן לחשב את מקדם הפרופורציה במדויק. עבור תנועה במהירויות גבוהות (מספר ריינולדס לא קטן) חוק סטוקס נשבר ובגבול של מספר ריינולדס גדול כוח הגרר מתכונתי ל-. עם זאת, חוק סטוקס תקף במגוון רחב של מצבים ויש לו חשיבות גדולה בחקר תנועת גופים בתווך צמיג, כמו למשל מחקר של תנועת מיקרואורגניזמים ותאים בנוזל.

תנועה בהשפעת גרביטציה

כאשר הגוף נע בהשפעת גרביטציה, יפעל עליו בנוסף לכוח הגרר גם כוח הגרביטציה וכוח העילוי. משוואת התנועה שלו תהיה:

כאשר:

  • מסת הגוף ו- כוח הגרביטציה הפועל עליו.
  • נפח הגוף, צפיפות הזורם המקיף אותו ו - כוח העילוי הפועל על הגוף.
  • הוא כוח הגרר, עם הקבוע עבור כדור.

פתרון המשוואה מראה כי מהירות הגוף שואפת (אקספוננציאלית) לערך קבוע, אשר עבור כדור נתון על ידי ( היא צפיפות הגוף הכדורי). בתופעה זו נעשה שימוש לצורך מדידת מקדמי צמיגות של חומרים.