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).
25علوم
مزيد من المشاركات
خطبة عن مضاعفة الحسنات

خطبة عن مضاعفة الحسنات

مقدّمة الخطبة الحمد لله الكريم المنّان، مغدق نعمه على بني الإنسان، من يضاعف الحسنات، وبغفر الزلّات، ويقيل العثرات، وينزل الخيرات، ومن أحكَم الآيات، ودلّنا فيها على سبل النجاة، ومضاعفة الحسنات، والصلاة والسلام على نبينا وحبيبنا ومعلم الناس فعل الصالحات ، محمد صلى الله عليه وسلم وعلى آله وصحبه الذين نسأله تعالى أن يحيينا على هدي سيرته وخلقه في الحياة ويحشرنا في زمرته بعد الممات. الوصيّة بتقوى الله معشر المسلمين الموحّدين، أوصيكم وأوصي نفسي المقصّرة ب تقوى الله العظيم ولزوم طاعته، فتقوى الله
بحث عن التسارع

بحث عن التسارع

تعريف التسارع يُعرف التسارع (بالإنجليزية: Acceleration) بأنه معدل تغير السرعة مع مرور الوقت، ويُشار إلى أن هذا التغير يطال مقدار السرعة واتجاهها، بحيث يتسارع الجسم المتحرك في خط مستقيم إذا زادت مقدار سرعته أو تناقصت. تُعتبر السرعة (بالإنجليزية: Velocity) كميةً متجهة، ويُمكن تعريف التسارع بناءً على ذلك بأنه التغيير في متجه السرعة في فترة زمنية ما مقسومًا على هذه الفترة الزمنية، وبالتالي فإن هناك طريقتين فقط يُمكن للجسم من خلالهما أن يتسارع؛ وهما تغيير مقدار السرعة، أو تغيير اتجاهها، أو كلاهما
من هو مخترع الهاتف

من هو مخترع الهاتف

ألكسندر غراهام بيل ولد المخترع الأمريكي ألكسندر غراهام بيل عام 1847م في اسكتلندا، وهو العالم ومعلم الصم الذي يعد من أهم إنجازاته اختراع الهاتف، كما عمل على تحسين جهاز الفونوغراف، وكانت والدة غراهام بيل صماء، فقام والده بتعليمه لغة الصم، مما أثّر على اختياره المهني في وقت لاحق كمعلم لهم، حيث عمل في مدرسة كلارك للصم وفي المدرسة الأمريكية للصم، وتوفي عام 1922م في كندا. اختراع الهاتف عمل بيل خلال اختراعه للهاتف على ثلاث معدات أساسية وهي؛ جهاز فونوتوغراف، وهو جهاز يساعد الصم على رؤية الأصوات، وجهاز
الفرق بين البرجوازية والأرستقراطية

الفرق بين البرجوازية والأرستقراطية

الفرق بين البرجوازية والأرستقراطية من حيث المفهوم يُمكن دراسة الفرق بين البرجوازية والأرستقراطية من حيث مفهوم كلّ منهما على النحو الآتي: مفهوم البرجوازية تُعرف البرجوازية (بالإنجليزيّة: Bourgeois) بأنّها الطبقة الوسطى التي تمثل الحرفيين، أو المهنيين، أو المسؤولين الذين يديرون العمال، وتقع تحت سلطة طبقة النبلاء، وفوق طبقة الفلاحين والعمّال. مفهوم الأرستقراطية تُعرف الأرستقراطية (بالإنجليزيّة: Aristocracy) بأنّها الطبقة النبلاء في المجتمع، والتي تتميز عن باقي أفراد المجتمع لتحكمه، كما ترتبط
صفات سعد بن معاذ

صفات سعد بن معاذ

صفات سعد بن معاذ صفات سعد بن معاذ الخَلقية الصحابي الجليل سعد بن معاذ -رضي الله عنه- كان من صفاته الخَلقيّة أنّه طويل القامة، وكان جميل الوجه، ذو بشرةٍ بيضاء، وعيونٍ واسعة وجميلة، وكان جميل اللّحية والشّكل -رضي الله عنه-. صفات سعد بن معاذ الخُلقية كان سعد بن معاذ عظيم المقام بين الأنصار خاصّة وبين المسلمين عامّة، فمكانته بين الأنصار جليلة عظيمة كمكانة أبي بكر الصديق -رضي الله عنه- بين المهاجرين، وكان سيّداً في قومه قبل الإسلام، ومعروفاً بأنّه نقيٌ من الداخل وصادق، وثابتٌ على مبادئه لا يثنيه
العناصر الغذائية التي يحتاجها الجسم

العناصر الغذائية التي يحتاجها الجسم

تعريف العناصر الغذائية تُعرف العناصر الغذائية بأنَّها المركبات التي لا يستطيع جسم الإنسان تصنيعها بشكلٍ كامل، أو يُصنّعها بكمياتٍ غير كافية، وهي تنقسم إلى فئتين: الفئة الأولى، هي المغذيات الكبرى (بالإنجليزية: Macronutrients)، والفئة الثانية، هي المغذيات الدقيقة (بالإنجليزية: Micronutrients)، وقد بيّنت منظمة الصحّة العالمية (بالإنجليزية: World Health Organization) ضرورة الحصول على هذه المغذيات من الطعام؛ إذ إنَّها أساسيّةٌ للنمو، والمحافظة على الصحة، والوقاية من الأمراض. وتشمل المغذيات الكبرى
معلومات عن طائر النسر السوري

معلومات عن طائر النسر السوري

معلومات عن طائر النسر السوري يوجد العديد من المعلومات التي تدور حول النسر السوري وفي ما يأتي أبرزها: لُقب النسر السوري بالإمبراطور الشرقي واستخدمه الأمريكيون كرمز لهم. أُطلق على النسر السوري العديد من الأسماء، مثل ملك العقبان وصويص الحي والرخمة وبورقعة. استخدمت العديد من الدول النسر السوري كرمز لها، مثل سوريا و إسبانيا، والمكسيك، وألبانيا، والنمسا، وألمانيا، وبولونيا والولايات المتحدة الأمريكية. يُعد النسر السوري أو ما يُعرف بالعقاب أحد أنواع الطيور الجارحة الكبيرة، ويكثر وجوده في المنطقة
أشهر قصائد الطغرائي

أشهر قصائد الطغرائي

أصالة الرأي صانتني قال الطغرائي: أصالةُ الرأي صانتْنِي عن الخَطَلِ وحِليةُ الفضلِ زانتني لدَى العَطَلِ مجدي أخيراً ومجدِي أوّلاً شَرَعٌ والشمسُ رأدَ الضُحَى كالشمسِ في الطَفَلِ فيمَ الإقامُة بالزوراءِ لا سَكَني بها ولا ناقتي فيها ولا جَملي نَاءٍ عن الأهلِ صِفْرُ الكفِّ منفردٌ كالسيفِ عُرِّيَ متناهُ من الخَللِ فلا صديقَ إليه مشتكَى حزَنِي ولا أنيسَ إليه منتَهى جذلي طالَ اغترابيَ حتى حنَّ راحلتي ورحُلها وقرَى العَسَّالةِ الذُّبلِ وضَجَّ من لَغَبٍ نضوي وعجَّ لما يلقَى رِكابي ولجَّ الركبُ في