thumb|Linie prądu płynu i siły działające na kulę poruszającą się w płynie: Fg to siła grawitacji a Fd to opór aerodynamiczny Prawo Stokesa – prawo określające siłę oporu, działającą na ciało w kształcie kuli, poruszające się w płynie (cieczy, gazie lub plazmie). Zostało odkryte w roku 1851 przez George’a Stokesa.
Prawo wyraża się wzorem:
gdzie: – siła oporu, – lepkość dynamiczna płynu, – promień kuli, – prędkość ciała względem płynu.
Wzór ten jest spełniony dla małych prędkości ciała, ściślej: w przypadku małych liczb Reynoldsa (Re) charakteryzujących przepływ (Re < 1). Dla kuli liczbę Reynoldsa definiuje się jako:
gdzie: – gęstość płynu, w którym porusza się kula.
Prawo zapisane w pierwotnej postaci można przekształcić do:
gdzie: – ciśnienie dynamiczne,
co zgodnie z definicją współczynnika oporu aerodynamicznego () jest równoważne z:
W gazach wzór jest spełniony dla ciał, których średnica jest znacznie większa od drogi swobodnej cząstki gazu, co jest równoważne warunkowi liczba Knudsena < 0,01. Dla ciał o mniejszym promieniu stosuje się wzór z poprawką uwzględniającą drogę swobodną cząsteczek:
gdzie – średnia droga swobodna cząsteczki gazu.
Wzór jest stosowany w fizyce cząstek, meteorologii, chemii koloidów, do określania szybkości osiadania cząstek, jest wykorzystywany do wyznaczania lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru.
Ze wzoru tego wynika wzór na prędkość graniczną spadania kulki:
gdzie: – prędkość graniczna, – przyspieszenie ziemskie, – gęstość kulki, – gęstość płynu.
Dla powietrza, którego gęstość można pominąć wzór przyjmuje postać:
Zobacz też twierdzenie Stokesa
Kategoria:Dynamika płynów Kategoria:Prawa mechaniki płynów Kategoria:Zależności liniowe w mechanice