Lei de Stokes
Medir a velocidade média da descida das bolas de gude na água dentro da proveta;
Calcular o coeficiente de viscosidade para cada bola de gude utilizando a Lei de Stokes;
Interpretar os dados experimentais coletados, bem como os resultados finais.
1. Teoria
A viscosidade é a resistência que um fluido oferece ao escoamento, sendo que essa oposição ao movimento se deve ao atrito interno das camadas (ou placas) adjacentes do fluido. Um fluido pode ser entendido como um conjunto de placas ou camadas justapostas.
O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa, proporcional a velocidade,, e definida pela relação , conhecida como lei de Stokes. No caso de esferas em velocidades baixas, , sendo o raio da esfera e ɳ o coeficiente de viscosidade do meio. Se uma esfera de densidade maior que a de um líquido for solta na superfície do mesmo, no instante inicial a velocidade é zero, mas a força resultante acelera a esfera de forma que sua velocidade vai aumentando, mas de forma não uniforme. Pode – se verificar que a velocidade não - uniformemente com o tempo, mas atinge um valor limite, que ocorre quando a força resultante é nula. As forças três que atuam sobre a esfera esta representada na Fig. 1 além da força viscosa, também atuam o peso da esfera, , e o empuxo . Igualando as três forças a zero, se obtêm a velocidade limite, :
Onde e são as densidades da esfera e do meio e é aceleração da gravidade.
(Figura 1)
2. MATERIAIS
Proveta;
Óleo;
Cronometro;
4 esferas de vidro;
Paquímetro digital;
Balança;
Trena.
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1. Medimos a altura do líquido constante na proveta, com auxilio de uma trena e registramos o valor que é igual a 55,00 cm.
3.2. Pesamos as bolas de gude utilizando uma balança digital e registrar os dados na Tabela 1.
3.3. Com o auxílio de um paquímetro, medimos o diâmetro das bolas de gude em milímetros registramos os dados na Tabela 1.
3.4.