Was sind die Grenzen des Stokeschen Gesetzes?

Die Beschränkungen des Stoke-Gesetzes bestehen darin, dass es nur gilt, wenn die Viskosität der Flüssigkeit, in der ein Partikel einsinkt, die vorherrschende Beschränkung der Beschleunigung ist. Das bedeutet, dass das Partikel relativ klein und langsam sein muss, Es verursacht also keine Turbulenzen. Die Genauigkeit der Vorhersage sinkt auch, wenn das Partikel nicht kugelförmig ist, die Flüssigkeit komprimierbar ist, die Bewegung konstant ist und keine anderen Partikel stören.

Das Stoke-Gesetz verwendet bekannte Eigenschaften eines Partikels und einer Flüssigkeit, um die Geschwindigkeit eines Partikels zu bestimmen, wenn seine Antriebskraft genau dem Widerstand der Viskosität des Fluids entspricht. Die am häufigsten verwendete Kraft ist die Schwerkraft, obwohl sie alles sein kann. Wenn die Bedingungen für die Gültigkeit des Stokeschen Gesetzes nicht erfüllt sind, beispielsweise wenn das Teilchen sehr groß ist oder sich schnell bewegt, so dass die Strömung der Flüssigkeit um das Teilchen eher turbulent als glatt ist, gilt stattdessen das Newtonsche Widerstandsgesetz.

Das Newtonsche Widerstandsgesetz befasst sich nicht mit der Viskosität der Flüssigkeit. Stattdessen sagt es die Widerstandskraft voraus, die der Bewegung eines Partikels durch eine Flüssigkeit widersteht, in der Trägheitskräfte dominieren. Dies bedeutet, dass die Tendenz von Objekten, ihren Bewegungszustand beizubehalten, jeden inhärenten Strömungswiderstand der Flüssigkeit überwindet.