وقتی دانه ای کروی در مایعی سقوط می کند،همواره نیروی اصطحکاک مایع که خود به محیط دانه،لزوجت مایع وسرعت سقوط بستگی دارد،مانع ته نشین شدن سریع دانه می گردد.پس از اینکه سرعت دانه به صورت یکنواخت درآمد،تعادل زیر بین نیروی مزبور و وزن دانه در مایع برقرار است:

v=2gr2(D1-D2)/9η

در این فرمول :

V : سرعت ته نشینی ذره بر حسب سانتی متر بر ثانیه

g : شتاب گرانش، که معادل 980 سانتی متر بر مجذور ثانیه در نظر گرفته می شود

r : شعاع ذره ای که در مایع ته نشین می شود بر حسب سانتی متر

D1 : وزن مخصوص حقیقی خاک، که 2.65 گرم بر سانتی متر مکعب در نظر گرفته می شود

D2 : چگالی آب، که برابر یک گرم بر سانتی متر مکعب است

η : ویسکوزیته مایع که برای آب معادل 0.01 پواز (0.01 g/cm.sec) در نظر گرفته می شود

در نهایت با قرار دادن مقادیر بالا در فرمول، معادله استوکز به صورت زیر خلاصه می شود.

V= 34700 r 2 Cm/Sec

نکات زیر را باید همواره در خصوص اعتبار قانون استوکز برای تعیین درصد وزنی دانه هایی به ابعاد مختلف خاک مدنظر داشت:

1-قانون استوکز برای دانه های کروی صادق است ودقت این قانون هر قدر دانه ها از شکل کروی دورتر باشند،کمتر است

2-قانون استوکز برای دانه های با جرم حجمی یکنواخت وقطر ثابت دانه در سیال صادق است.

3-لزوجت آب با درجه حرارت رابطه ای محسوس دارد،به طوری که افزایش دما موجب کاهش سریع لزوجت می گردد.

4-افزایش موادی برای سوزاندن ماده آلی وپراکنش .استقلال دانه ها در پارامترهای فیزیکی سیال تاثیر دارند وباید تصحیح لازم منظور گردد.

5-به علت برخورد دانه های به ابعاد مختلف به همدیگر،سقوط صددرصد آزاد نیست.برای کاهش این اثر و نیز افت تاثیر دیواره های ظرف اندازه گیری دهانه استوانه باید به قدر کافی گشاد باشد.