Ley de Stokes

Ley de Stokes
La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds.Fue derivada en 1851 por George Gabriel Stokes tras resolver un caso particular de las ecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas esféricaspequeñas moviéndose a velocidades bajas.
La ley de Stokes puede escribirse como:
,
donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.
La condición de bajos números de Reynoldsimplica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio esdebida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobadoexperimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.
Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída osedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.

donde:
Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)
g es la aceleración de la gravedad,
ρpes la densidad de las partículas y
ρf es la densidad del fluido.
η es la viscosidad del fluido.
r es el radio equivalente de la partícula.
Ley de Stokes
Las partículas esféricas cuando se desplazandentro de los fluidos están sometidas a una fuerza de fricción debido a la viscosidad del mismo. La magnitud de esta fuerza depende del tamaño de la partícula, la viscosidad del fluido y de lavelocidad con que se desplaza dentro del mismo. La fórmula para el cálculo de esta fuerza es:
F = 6 π r n v
donde n es el coeficiente de viscodiad del fluido.

Ejercicios:
Determine la aceleración con...