Skalningslagar är ett begrepp inom vetenskap och teknik. Det hänvisar till variabler som förändras drastiskt beroende på vilken skala (storlek) som beaktas. Till exempel, om du försökte bygga ett 50-tons gruvfordon med samma tekniska antaganden som en 2-tons bil, skulle du förmodligen sluta med ett fordon som inte ens går. Termen ”skalningslagar” förekommer ofta när man överväger designen av en konstruktion som är ovanligt stor eller liten, så att noggrann eftertanke är nödvändig för att utvidga principerna för konstruktioner av typisk storlek till konstruktioner av ovanligt storlek.
Vissa skalningslagar är enkla. Till exempel, ”för en tredimensionell konstruktion ökar volymen med kuben av linjära dimensioner.” Detta betyder helt enkelt att för varje 10 gångers ökning av linjära dimensioner ökar konstruktionens volym med en faktor 1000. Detta är viktigt för att designa maskiner eller strukturer: om du ville fördubbla kapaciteten för ett vattentorn, skulle du bara öka dess linjära dimensioner med några dussin procent i stället för att fördubbla dem. Enkelt men sant.
Det finns mer komplexa varianter av skalningslagar. Några av de mest intressanta manifestationerna av skalningslagar finns inom områdena mikroteknologi och nanoteknik, där ingenjörer både måste hantera och utnyttja ovanliga egenskaper som beror på små skalor. Inom mikrofluidik inkluderar några av dessa ovanliga egenskaper laminärt flöde, ytspänning, elektrovätning, snabb termisk relaxation, elektriska ytladdningar och diffusion. Till exempel, i vätskekammare med storlekar mindre än cirka en halv millimeter, är flödet laminärt, vilket innebär att två konvergerande kanaler inte kan blandas genom turbulens, som på makroskalan, och istället måste blandas genom diffusion. Det finns många andra exempel på skalningslagar här.
När vissa egenskaper bibehålls oavsett skala kallas det skalinvariant. Exempel inkluderar allt som inträffar på alla storlekar, inklusive fenomenet laviner, slitage i elektriska isolatorer, perkolering av vätskor genom oordnade medier och diffusion av molekyler i lösning. När vi lär oss mer om fysik och mekanik, upptäcker vi intressanta nya skalinvarianta fenomen. I allmänhet varierar de flesta fysikaliska egenskaper med skalan.