Loi de Stokes

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La loi de Stokes, nommée en l'honneur de George Stokes, est une loi donnant la force de frottement d'un fluide sur une sphère en déplacement dans le fluide. Si le nombre de Reynolds est inférieur à 0,1 (écoulement rampant) et si la sphère est suffisamment loin de tout obstacle ou paroi latérale (on considère une paroi éloignée d'au moins dix fois le rayon de la sphère), alors la force qui s'exerce sur une sphère de rayon r est :

\vec{F}=-6 \pi \, \eta \, r \, \vec{v}

\eta est la viscosité dynamique du fluide (en Pa.s).

Cette loi est utilisée pour calculer la vitesse de sédimentation, et ainsi mesurer les viscosités des liquides, et analyser les particules en suspension.

v=\frac{2 \, r^{2} \, g \, \Delta(\rho)}{9 \, \eta}

avec :

v, vitesse limite de chute (en m/s) ;
r, rayon de la sphère (en m) ;
g, accélération de la pesanteur (en m/s²) ;
\Delta(\rho)=\rho_{p}-\rho_{f}, différence de masse volumique entre la particule et le fluide (en kg/m³) ;
\eta, viscosité dynamique du fluide (en Pa.s).

Articles connexes[modifier | modifier le code]