【斯托克斯定律是什么】斯托克斯定律是流体力学中的一个重要概念，用于描述球形物体在粘性流体中匀速运动时所受到的阻力。该定律由英国物理学家乔治·加布里埃尔·斯托克斯（George Gabriel Stokes）于1851年提出，广泛应用于微粒沉降、流体动力学和工程科学等领域。
斯托克斯定律指出，在低雷诺数（即流体流动为层流状态）的情况下，一个球形物体在粘性流体中匀速运动时，所受到的阻力与物体的速度、流体的粘度以及物体半径成正比。该定律适用于小颗粒在缓慢流动的液体中下沉或上升的情况。
公式为：
$$ F = 6\pi \eta r v $$
其中：
- $ F $ 是阻力
- $ \eta $ 是流体的粘度
- $ r $ 是球体半径
- $ v $ 是球体相对于流体的速度
斯托克斯定律在实验中常用于测量液体的粘度或计算颗粒沉降速度。但需要注意的是，该定律仅适用于层流条件，当雷诺数较高时，流动变为湍流，此时需使用其他模型进行分析。
斯托克斯定律关键参数对比表
| 参数 | 符号 | 单位 | 说明 |
| 阻力 | $ F $ | 牛顿（N） | 球体在流体中受到的阻力 |
| 流体粘度 | $ \eta $ | 帕斯卡·秒（Pa·s） | 表示流体内部摩擦力的大小 |
| 球体半径 | $ r $ | 米（m） | 球形物体的半径 |
| 运动速度 | $ v $ | 米每秒（m/s） | 球体相对于流体的速度 |
| 比例系数 | $ 6\pi $ | 无量纲 | 由几何形状决定的常数 |
应用场景简述：
- 沉降实验：用于测定悬浮液中颗粒的沉降速度。
- 粘度测量：通过已知颗粒的运动速度计算流体的粘度。
- 环境工程：如污水处理、气溶胶颗粒行为分析等。
- 生物医学：如红细胞在血液中的运动研究。
斯托克斯定律虽然简单，但在许多实际应用中具有重要意义。理解其适用范围和限制条件，有助于更准确地运用这一经典物理规律。
