黏性阻力公式可以通過斯托克斯定律來描述,適用於球形物體在粘滯性流體中的運動。該定律的公式為:
斯托克斯定律:
對於球形物體,黏性阻力 \( F \) 可以表示為 \( F = 6 \pi \eta R v \),其中:
\( \eta \) 是流體的動力粘度(Pa·s)
\( R \) 是球體的半徑(m)
\( v \) 是球體的運動速度(m/s)
這個公式適用於小雷諾數(Re)的情況,即物體在流體中運動的速度不是很快,使得流動保持層流狀態。在這種情況下,斯托克斯定律提供了一個簡單而準確的方式來計算黏性阻力。
其他相關公式:
對於非球形物體或者更複雜形狀的物體,可能需要使用其他公式來計算黏性阻力。例如,對於在空氣中運動的物體,如果速度不是非常快,斯托克斯公式仍然適用,但需要考慮物體的實際形狀和大小。
在層流流動中,流體層間的摩擦阻力 \( f \) 與流體層的面積 \( A \) 和剪下率 \( \frac{du}{dy} \) 成正比,即 \( f = \eta A \frac{du}{dy} \),其中 \( \eta \) 是動力粘度係數。
這些公式提供了計算黏性阻力的基礎,但實際套用時需要根據具體情況選擇合適的公式,並考慮相關的物理條件和假設。