Gesetz von Stokes

Naturgesetz, das die Abhängigkeit der Reibungskraft sphärischer Körper von verschiedenen Größen beschreibt
(Weitergeleitet von Cunningham-Korrektur)

Das Gesetz von Stokes, nach George Gabriel Stokes, beschreibt die Abhängigkeit der Reibungskraft sphärischer Körper von verschiedenen Größen:

mit

Das Gesetz von Stokes wird u. a. beim Millikan-Versuch benötigt.

Mit der hierauf aufbauenden Stokesschen Gleichung kann man die Sedimentationsgeschwindigkeit eines solchen Partikels berechnen.

Cunningham-Korrektur

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Sind die in einem Gas sinkenden Kugeln so klein, dass sie sich in der gleichen Größenordnung wie die mittlere freie Weglänge   der Gasmoleküle befinden, so wird die normale Formel ungenau. Dies kann durch die Cunningham-Korrektur[1] behoben werden, die im Jahr 1910 vom britischen Mathematiker Ebenezer Cunningham abgeleitet wurde:

 

mit:

  •   : experimentell bestimmte Konstanten, wobei für Luft ( = 68 nm bei Standardbedingungen) gilt:[2]
    •  
    •  
    •  

Als Näherung kann für Luft auch der folgende Zusammenhang verwendet werden[1]:

 

Literatur

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  • G. G. Stokes: On the effect of the internal friction of fluids on the motion of pendulums. In: Transactions of the Cambridge Philosophical Society, Band 9, 1851, S. 8–106. (Online)
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Einzelnachweise

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  1. a b E. Cunningham: On the velocity of steady fall of spherical particles through fluid medium. In: Proc. Roy. Soc. A. Band 83, 1910, S. 357–365.
  2. C. N. Davies: Definitive equations for the fluid resistance of spheres. In: Proc. Phys. Soc. Band 57, 1945, S. 259–270.