Lei de Stokes

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

VISCOSIDADE: LEI DE STOKES

RELATÓRIO DA DISCIPLINA DE FÍSICA II

PONTA GROSSA
2014
OBJETIVO Estudar o movimento de uma esfera em um meio viscoso, verificação da lei de Stokes e determinar o coeficiente de viscosidade da glicerina pelo método de Stokes.

MATERIAIS

Esferas de aço
Glicerina
Recipiente (Becker)
Balança
Paquímetro
Cronômetro com sensores
Termômetro
Ímã
Régua ou Trena.

INTRODUÇÃO George Gabriel Stokes foi um físico britânico, que nasceu em 1819, emSligo, Irlanda, e que faleceu em 1903. Estudou em Dublin e em Bristol, antesde entrar para a Universidade de Cambridge em 1837, onde ficou conhecidopor ser um dos principais estudiosos de viscosidade e densidade, além de seustrabalhos sobre dinâmica dos fluidos, que lhe permitiram enunciar a leiconhecida pelo seu nome, Lei de Stokes, a qual determina o movimento deuma pequena esfera através de fluidos de diferentes viscosidades edensidades.A viscosidade é uma quantidade que descreve a resistência de um fluidoao escoamento. Os fluidos resistem tanto aos objetos que se movem neles,como também ao movimento de diferentes camadas do próprio fluido. A viscosidade é o coeficiente de atrito interno entre as várias camadas de um fluído em movimento relativo. O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa, Fv, proporcional à velocidade, v, e definida pela relação Fv = bv, conhecida como lei de Stokes. No caso de esferas em velocidades baixas, Fv = 6πηrv, sendo r o raio da esfera e η o coeficiente de viscosidade do meio. Pode-se verificar que ao soltar uma esfera metálica em um meio viscoso, esta atinge um valor limite, velocidade terminal, que ocorre quando a força resultante for nula. Na figura abaixo apresentamos o diagrama de forças atuando sobre a esfera em queda no meio viscoso.

Quando a esfera atinge o valor limite,