شرح قانون ستوكس

شرح قانون ستوكس

تعريف قانون ستوكس

يمكن تعريف قانون ستوكس بأنّه معادلة رياضية تعبر عن سرعات الاستقرار لأجسام كروية صغيرة في الوسط السائل، وقد تمت صياغة هذا القانون عام 1851م من قبل العالم البريطاني جورج ستوكس، وهو يعبر عن القوة المؤثرة في جسم معين أثناء سقوطه في عمود سائل تحت تأثير الجاذبية الأرضية، فعندما تتحرك الأجسام الكروية الصغيرة في وسط لزج، تنتج قوة معيقة معاكسة لحركة الجسم، والتي تزيد بزيادة سرعة الجسم، وهي تعتمد حسب قانون ستوكس على لزوجة الوسط، ونصف قطر الجسم، وسرعته.

صيغة قانون ستوكس

يربط قانون ستوكس بين السرعة النهائية (الحدية) للكرة ونصف قطرها، ولزوجة السائل الذي تتحرك من خلاله، وصيغة هذا القانون هي:ق=6*π*η*نق*ع، حيث تمثل رموز القانون ما يأتي:

  • ق: القوة المعيقة (قوة مقاومة المائع) المؤثرة على الكرة الساقطة في السائل، وتقاس بوحدة نيوتن.
  • η: لزوجة السائل، وهي مقاومته للتدفق بسبب الاحتكاك الداخلي، وتقاس بوحدة كغ/م/ثانية.
  • نق: نصف قطر الكرة، ويُقاس بوحدة المتر.
  • ع: السرعة النهائية (الحدية) للكرة، وهي تقاس بوحدة م/ث.
ملاحظة: اعتماداً على القانون السابق يمكننا القول بأنّه كلما زاد نصف قطر الكرة كلما زادت القوة المؤثرة فيها من قبل السائل، عند تحركها بالسرعة الحدية فيه.

القوى المؤثرة في الجسم الساقط بشكل حر في وسط سائل

تشير السرعة النهائية (الحدية) إلى السرعة الثابتة التي يكسبها الجسم أثناء سقوطه بشكل حر في وسط لزج، وعند اعتبار جسم كروي صغير يسقط بشكل حر بسبب الجاذبية في وسط اللزج فإنّ القوة المؤثرة فيه كالآتي:

  • وزن الجسم الذي يؤثر نحو الأسفل.
  • قوة اللزوجة (قوة مقاومة المائع) التي تؤثر نحو الأعلى عكس اتجاه حركة الجسم.
  • قوة طفو السائل التي تعادل وزن السائل المُزاح.
ملاحظة: عندما يسقط السائل تزداد القوة المعيقة المؤثرة عليه بسبب الجاذبية، وفي مرحلة معينة تتوازن القوى الثلاث المؤثرة عليه مع بعضها، أي تصبح محصلة القوة المؤثرة في الجسم مساوية للصفر، وفي هذه المرحلة يبدأ الجسم التحرك بسرعة ثابتة وهي التي تُعرف باسم السرعة الحدية (النهائية).
32علوم
مزيد من المشاركات
كيفية علاج دوالي الخصيتين بدون جراحة

كيفية علاج دوالي الخصيتين بدون جراحة

علاج دوالي الخصيتين بدون جراحة يتضمن الحديث حول علاج دوالي الخصية (بالإنجليزية: Varicoceles) بدون جراحة محورين رئيسيّين؛ ألا وهما العلاجات المنزلية وتغيير أنماط الحياة إضافةً إلى الإجراءات الطبية، وفيما يأتي بيان لكلٍ منهما: العلاجات المنزلية وتغيير أنماط الحياة يُلجأ لبعض الوسائل بهدف تخفيف الألم الناتج عن دوالي الخصية في الحالات التي تُسبّب فيها إزعاجاً بسيطاُ ولكن لا تؤثر في الخصوبة، وفيما يلي بيان لأبرزها: مسكّنات الألم التي لا تستلزم وصفة طبية: مثل الباراسيتامول (بالإنجليزية: Paracetamol)
طاقة الوضع والحركة في البندول

طاقة الوضع والحركة في البندول

طاقة الوضع والحركة في البندول تقوم فكرة تأرجح البندول في الفيزياء على أساس مبدأ تخزين الطاقة وتحويلها من شكل إلى آخر على نحو مستمر، فعندما يتحرك البندول إلى أعلى نقطة له بفعل قوة خارجية، فإن البندول في تلك الحالة تصبح لديه طاقة تسمى طاقة الوضع بسبب ابتعاد الوزن عن نقطته المركزية، هذه الطاقة يمكن تبقى كامنة في داخله إلى أن تتحول إلى شكل آخر. عندما يتم إزالة المؤثر الخارجي وتحرير البندول يتحرك البندول باتجاه الأسفل بفعل الجاذبية الأرضية وحينئذ تتحول طاقة الوضع الكامنة فيه إلى طاقة حركية والتي
زيادة كهرباء الجسم

زيادة كهرباء الجسم

تعريف كهرباء الجسم قد يشير مصطلح كهرباء الجسم إلى الكهرباء الزائدة في الجسم والتي تزداد عند ملامسة الجسم للأجسام المختلفة الأخرى مثل: الملابس، والمعادن، والآلات وغيرها، ويعتبر هذا الأمر طبيعيًا وغير مُقلق، فهي تصيب جميع الأفراد، لكنّها في بعض الأحيان قد تزداد عن معدّلها الطبيعي. وقد يُستخدم هذا المصطلح أحيانًا للإشارة إلى مرض الصرع (Epilepsy) وهو اضطراب في الدماغ يتميز بحدوث نوبات متكررة، وتُعرَّف النوبة عادةً على أنها تغيير مفاجئ في السلوك بسبب تغيير مؤقت في كهرباء الدماغ، ولكن في هذا المقال
محتويات حقيبة الإسعافات الأولية

محتويات حقيبة الإسعافات الأولية

حقيبة الإسعافات الأوليّة نتعرّض جميعاََ صغاراََ وكباراََ للكثير من الحوادث داخل المنزل وخارجه، مثل: الحروق ، والكسور، والرّضوض، والجروح، وحالات الإغماء، وفي بعض الأحيان يعتمد الوضع الصّحي للمصاب على حُسن تصرف المحيطين به، وبتوفّر الأدوية والمواد اللازمة لإسعاف المصاب بسرعة إلى أن يتم نقله إلى المستشفى أو وصول الطّبيب إليه؛ لذلك لا بدّ من توفر حقيبة الإسعافات الأوليّة في المنزل، وفي مكان العمل، والسّيارة، والحرص على أن تحتوي هذه الحقيبة على كل المواد والأدوات الضّرورية لإسعاف أي مصاب، وفي هذا
دولة سلطنة عمان

دولة سلطنة عمان

سلطنة عُمان هي من الدول العربيّة الآسيوية التي تعرف رسمياً باسم سلطنة عُمان، وعاصمتها هي مدينة مسقط، وتبلغ مساحة أراضيها 309.500كم²، ونظام الحكم فيها سلطانيّ وراثي، وشعارها الوطني هو: (الله-الوطن-السلطان)، وعملتها الرسمية هي الريال العُماني، وتنتمي عُمان لكلّ من: البنك الدولي للإنشاء والتعمير، والصندوق العربي للإنماء الاقتصادي والاجتماعي، وصندوق النقد العربي، والأمم المتحدة، ومنظمة التجارة العالمية، ومنظمة التعاون الإسلامي، ووكالة ضمان الاستثمار متعدد الأطراف، ومؤسسة التمويل الدولية، وجامعة
أمراض السمنة

أمراض السمنة

أمراض القلب وضغط الدم يُعاني المُصابون بالسمنة من تصلّب الشرايين بمعدل عشرة أضعاف مقارنة بالأصحاء بدنياً، فبتراكم جزء من الدهون في الشرايين تتضيّق، ويزيد خطر تكوّن خثرات الدّم وحدوث الجلطات، وإنّ حدوث تصلّب وتضيّق للشرايين التاجية للقلب يُسبّب أمراض القلب التاجية (بالإنجليزية: Coronary Artery Disease)، بالإضافة إلى نقص الدم الواصل للقلب الذي ينتهي إمّا بالنوبة القلبية (بالإنجليزية: Heart Attack)‘ وإمّا بالذبحة الصدرية (بالإنجليزية: Angina). ويزداد كذلك عمل عضلة القلب لضخ كميات أكبر من الدّم؛
أدعية باسم الله الأعظم

أدعية باسم الله الأعظم

أدعية باسم الله الأعظم ورد عن الرسول -صلى الله عليه وسلم- صيغ للدعاء بيّن -عليه الصلاة والسلام- أنَّها تشتمل على اسم الله -تعالى- الأعظم الذي إذا سُئل به أعطى، والدعاء بالاسم الأعظم أرجى للإجابة، وقد تعددت الآراء في تَحديد اسمه -عز وجل- الأعظم. ولعلَّ من أقرب الأقوال أنَّ اسم الله الأعظمَ هو (الله)؛ لكونه الاسمُ الوحيدُ الذي يوجد في كلِّ النصوصِ التي جاءَ أنَّ اسم الله الأعظمِ قد ورد فيها، وأيضاً لأنَّه الاسمُ الجامعُ لِلهِ -عزَّ وجلَّ- الذي يَدلُّ على جَميعِ أسمائِه وصِفاتِه ، ومن الأدعية
أهمية المسرح الروماني

أهمية المسرح الروماني

أهمية المسرح الروماني تم تصميم المسارح الرومانية لعرض المسرحيات التمثيلية والعروض الكبرى للمصارعين والحيوانات البرية، والاستماع وقراءات الشعر الموسيقى أو المناقشات أو المحاضرات وعروض الرقص المرافقة للموسيقى، وحضور عروض السيرك، مثل سيرك ماكسيموس الشهير الذي بني على نطاق أكبر لاستضافة سباقات العربات. ما هو المسرح الروماني؟ هو مسرح تم بناؤه في الهواء الطلق، شيده الرومان القدماء ، وفي العادة بناؤها على تل منحدر، أو على أرض مستوية، تزينه بواجهة خارجية غنية بالزخارف المنحوتة في الحجر، ويتم وصول