力学

ストークスの法則

F=6πηrv

出てくる記号と単位

記号量SI単位基本単位
F力Nkg·ms2
η粘性係数(粘度)Pa·skgm·s
r長さmm
v速度msms

両辺の単位が一致するか確かめる

左辺: F
 → N
 =kg·ms2
右辺: ηrv
 → Pa·s×m×ms
 =Pa·m2
 =kg·ms2

両辺とも kg·ms2 で一致します。単位が合わない式は、どこかが間違っているサインです。

この公式から読み取れる単位の関係

公式をある量について解くと、その量の単位をほかの量の単位で表せます。知らない量が出てきたときは、知っている量について解き直して単位を組み立てるのが近道です。

力について解く

F=ηrv (係数は単位に影響しないので省略)
[F] =Pa·s×m×ms
  =Pa·m2
  =kg·ms2
  =N

粘性係数(粘度)について解く

η=Frv (係数は単位に影響しないので省略)
[η] =N÷m÷ms
  =N·sm2
  =kgm·s
  =Pa·s

長さについて解く

r=Fηv (係数は単位に影響しないので省略)
[r] =N÷(Pa·s)÷ms
  =NPa·m
  =m

速度について解く

v=Fηr (係数は単位に影響しないので省略)
[v] =N÷(Pa·s)÷m
  =NPa·s·m
  =ms

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