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).
5علوم
مزيد من المشاركات
جزر الكناري في المغرب

جزر الكناري في المغرب

جزر الكناري في المغرب جزر الكناري في المغرب العربي هي عبارة عن أربع جزر رئيسيّة كبيرة تشكل أرخبيلاً من أصلٍ بركانيّ، بينما يحيط بها عدد من الجزر الصغيرة المتناثرة، تقع جزر الكناري في المحيط الأطلسي قبالة سواحل قرية رأس الماء المغربية، عاصمتها سانتا كروث، والجدير ذكره أنّ المنطقة كلّها خاضعة لوزارة الدفاع الروسيّة إذ يوجد فيها قاعد جويّة تضمّ طائراتٍ روسيةٍ من نوع F18، وعلى الرغم من ذلك إلا أنّها مصنّفة ضمن نطاق المياه الإقليميّة المغربية حسب قانون البحار، مما يعني أنّ دخول السفن أو المروحيّات
مقدمة قصيرة عن الصلاة

مقدمة قصيرة عن الصلاة

مقدمة قصيرة عن الصلاة تَعني الصلاة لغةً الدعاء أما في الاصطلاح فهي كل ما جاءت به الشريعة الإسلامية، من أعمال محددة أساسها النية، ويتم افتتاحها بالتكبير وتُختتم بالتسليم، كما تتضمن العديد من الأفعال كالركوع والسجود والقيام والدعاء والاستغفار والتسابيح المخصوصة. مَن أنكر فرضية الصلاة كان جاحدًا لها، ومرتدًا عن الإسلام فالصلاة هي عامود الدين ومن تركها فقد كفر، وقد ورد في القرآن الكريم العديد من الآيات التي تُبين وجوبها على كل مسلمٍ ومسلمة، قال تعالى: (فَأَقيمُوا الصَّلاةَ وآتوا الزَّكاةَ)، كما
الفرق بين إعادة التدوير وإعادة الاستخدام

الفرق بين إعادة التدوير وإعادة الاستخدام

دائماً ما تتأثر البيئة بأي عملية تصنيع نقوم بها، لذلك لا بد من السيطرة على كمية النفايات الناتجة من عملياتنا الاستهلاكية، من خلال تقليل الاستخدام لجعله بحدود احتياجاتنا، وفي حالة عدم إمكانية التقليل يجب التوجه نحو إعادة استخدام الأشياء والذي بدوره يعمل على زيادة عمرها الافتراضي، وكحل نهائي يمكن النظر إلى إعادة التدوير. ما هو الفرق بين إعادة التدوير وإعادة الاستخدام؟ على الرغم من الخلط الكبير الحاصل بين المصطلحين، إلا أنهما مختلفان عن بعضهما، ويتمثل الفرق بينهما بما يلي: التعريف يعرف إعادة
ما المقصود بالذرة

ما المقصود بالذرة

تعريف الذرة الذرة (بالإنجليزية: Atom) هي أصغر جزء يمكن تقسيم المادة إليه دون أن يؤدي ذلك إلى إطلاق أية جسيمات مشحونة كهربائيًا، كما تعد الذرة أصغر وحدة تمتلك الخصائص المميزة لعنصر كيميائي في المادة؛ لذا فإنها وحدة البناء الأساسية للكيمياء. ظهر مصطلح (ذرة) لأول مرة في اليونان القديمة، ولكن لم يُثبت وجودها حتى أوائل القرن 19 نتيجةً للتجارب التي قام بها العالم جون دالتون، ومع التطور العلمي أصبح من الممكن رؤية هذه الذرات عن طريق المسح المجهري النفقي في القرن 20. تركيب الذرة تتكون الذرة من جزأين
التهاب مفاصل اليد

التهاب مفاصل اليد

التهاب مفاصل اليد يُعَدُّ التهاب مفاصل اليد (بالإنجليزيّة: Arthritis of the Hand) أحد الأسباب التي تُشكِّل صعوبة في تنفيذ المهام اليوميّة، وقد يُؤدِّي عدم علاج الالتهاب إلى تغيير شكل المفاصل، ممَّا يُؤدِّي إلى الشعور بالألم، والتقليل من المقدرة على الحركة، وقد تنشأ الإصابة بالتهاب مفاصل اليد في عِدَّة أجزاء من اليد. أنواع التهاب مفاصل اليد وأعراضها يُمكن ذكر بعض أنواع التهاب مفاصل اليد، وبعض الأعراض التي تُصاحب الإصابة بكلٍّ منها على النحو الآتي: هشاشة العظام (بالإنجليزيّة: Osteoarthritis)،
دعاء التوبة

دعاء التوبة

التوبة التوبة هي اعتراف الشخص بالذنب وترك الذنوب على أكمل الوجوه وأبلغها، وهي من حُسن الإسلام وكمال الدين، وعرّف البعض التوبة بأنّها الرجوع لله تعالى، والقيام بحقوقه، والابتعاد والرجوع عن الأمور التي يكرهها باطناً وظاهراً، والرجوع من المعصية إلى الطاعة وما يحبّه الله من الأعمال. دعاء التوبة قال رسول الله صلّى الله عليه وسلّم: (اللَّهُمَّ أَنْتَ المَلِكُ لا إلَهَ إلَّا أَنْتَ أَنْتَ رَبِّي، وَأَنَا عَبْدُكَ، ظَلَمْتُ نَفْسِي، وَاعْتَرَفْتُ بذَنْبِي، فَاغْفِرْ لي ذُنُوبِي جَمِيعاً، إنَّه لا
التعريف بطائر البجع

التعريف بطائر البجع

طائر البجع يُعد طائر البجع من أكبر أنواع الطيور المائية، وتمتاز هذه الطيور بأن أجسادها رشيقة حيث إنها تمتلك عنقاً طويلاً، وجسدًا كبيرًا مع أقدام طويلة وكبيرة سهلة الانزلاق خلال السباحة والطيران، كما أنها تمتلك أجنحة كبيرة تستخدمها في الطيران من خلال الضربات البطيئة. تستطيع طيور البجع الطيران إلى ارتفاعات كبيرة وضمن مجموعات لأغراض الهجرة، على عكس جميع الطيور المائية التي لا تتمكن من الطيران بهذه السرعات والارتفاعات، لا يغوص البجع في الماء بل يكتفي بغمر أرجله في الماء والوقوف فيها، ثم البحث عن
كيفية التخلص من تقصف الشعر نهائياً

كيفية التخلص من تقصف الشعر نهائياً

تقصّف الشعر يعتبر تقصّف الشعر أحد المشكلات شائعة الانتشار، وتتمثّل المشكلة في انقسام نهاية الشعرة الواحدة إلى شعرتين اثنتين، فيفقد الشعر رونقه، ومظهره الصحّي، لذا فإنه لا بدّ من البحث عن حلول لهذه المشكلة باتباع عدد من النصائح، وتطبيق بعض الوصفات الطبيعيّة الآمنة التي من شانها أن تغذّي الشعر، فتعيد له صحّته وحيويّته المفقودة. نصائح للتخلّص من تقصّف الشعر راجعي أحد المختصّين، لتحديد نوعية شعرك، وبالتالي استخدام شامبو الشعر المناسب. لا تستخدمي الأدوات الكهربائيّة بكثرة في عملية تصفيف شعرك