Meio viscoso
introdução
O movimento de um corpo em um meio viscoso é influenciado pela ação de uma força viscosa, Fv, proporcional à velocidade, v, conhecida como lei de Stokes.
No caso de esferas em velocidades baixas, Fv = 6phrv, onde r o raio da esfera e h 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.
Pode-se verificar que a velocidade aumenta não-uniformemente com o tempo e atinge um valor limite, que ocorre quando a força resultante for nula. As três forças que atuam sobre a esfera são, além da força viscosa, o peso da esfera, P, e o empuxo, E. Igualando a resultante dessas três forças a zero, obtém-se a velocidade limite, VL:
VL = (2/9) [(ρ - ρ’)/] g r²
onde ρ e ρ’ são as densidades da esfera e do meio, respectivamente, e g é a aceleração da gravidade.
Objetivos
* Estudo do comportamento do movimento de uma esfera metálica num meio viscoso.
Materiais utilizados
* 01 Tubo de vidro; * 01 Cronômetro; * 01 Esfera de aço; * 01 Ímã; * 01 plano inclinado com escala de 0 a 45° graus, sapatas niveladoras, amortecedoras.
Procedimento experimental
Inicialmente colocou-se o plano com uma inclinação de nove graus. Após acoplou-se o tubo de vidro graduado a cada 0,10m contendo líquido viscoso e uma esfera metálica em seu interior ao plano inclinado.
Terminada a montagem do aparato realizou-se o experimento. * Com o auxílio de um imã, posicionamos a esfera no extremo superior do tubo e, com o cronômetro, anotamos o tempo que a esfera levou para percorrer os diferentes intervalos. Cronometramos oito vezes cada tempo e dispomos os resultados em uma tabela.
, acima da marcação P0 (0,00m),