Newtons viskositetslov

Newtons viskositetslov sier at skjærspenningen i en laminær strøm av væske eller gass er proporsjonal med hastighetsgradienten rett på strømretningen. Loven er oppkalt etter Isaac Newton.

For å illustrere Newtons viskositetslov, tenker vi oss en væske plassert mellom to parallelle plater. Det virker en tiltrekningskraft på væsken fra platene, slik at på molekyl-nivå vil væskelagene nær overflaten på platene være nesten i ro i forhold til platene. Det virker også tiltrekningskrefter mellom væskemolekylene, som derfor vil motsette seg innbyrdes relativ bevegelse. Man må derfor anvende en kraft for å sette den ene platen i bevegelse i forhold til den andre.

Dersom platene har areal A og det brukes en kraft F for å dra platene sidelengs, vil skjærspenningen være definert som τ=F/A. Den relative hastigheten platene har når de forskyves sidelengs kaller vi skjærhastigheten v. Hastighetsgradienten, også kalt skjærraten, er definert som den relative hastigheten dividert med avstanden mellom platene, altså r=v/L.

Newtons viskositetslov sier at skjærspenningen og hastighetsgradienten er proporsjonale, slik at man kan skrive loven som τ=ηr. Her er viskositeten gitt det greske symbolet η (eta), og er en konstant som avhenger av temperaturen. En gass eller væske som kan beskrives ved Newtons viskositetslov, kalles newtonsk, se newtonsk væske. Dersom viskositeten avhenger av skjærraten, har man en ikke-newtonsk væske.

Newtons viskositetslov brukes til å utlede Poiseuilles lov.