流体の抗力は、速い物体では速さの二乗の法則なのに、遅い物体では粘性で決まる速さに比例するストークスの法則に切り替わるのはなぜでしょうか?
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抗力を決めるもの
抗力が運動をさまたげることを書き、それが何によって決まるかを挙げましょう。物体の速さ、大きさ、形と、流体の密度、粘性、圧縮性です。
高速での抗力
式を書き、 が運動に垂直な断面積、 が形で決まる無次元の係数であることを示し、球の 0.47 と立方体の 1.05 を書き留めましょう。
ゆっくり動く球に対するストークスの法則
が速さにも粘度 にも比例することを述べ、 のSI単位を と書きましょう。
大きさによる沈み方の違いと分子の分離
球の質量は に比例し、ストークスの抗力は に比例すること、そのため大きさの違う分子は違う加速度をもつことを書き、応用として沈降を利用する装置を挙げましょう。