Viscosidade

Objetivo do trabalho Identificar as forças que actuam num corpo que cai, sob a acção da gravidade, no seio de um fluído viscoso e aplicar as Segunda Lei de Newton. Medir massas volúmicas. Determinar o coeficiente de viscosidade de um líquido.

Introdução teórica (resposta às questões pré-laboratoriais)

1 - Peso da esfera, Impulsão e força de atrito
2 -

P=I+F_a⟺gρ_b×v_b=gρ_l×v_b+6πRηv
⟺ 4/3 πr^3 g(ρ_b-ρ_l )=6πrηv⟺3ηv=2/3 r^2 g(ρ_b-ρ_(l))
⟺v=(2r^2 g(ρ_b-ρ_l) )/9η v_b=4/3 πr^3 F_a=6πRηv
3 – Em primeiro lugar mede-se a massa do metal na balança e regista-se o valor. De seguida, mede-se o volume do metal, colocando-o numa proveta com água e registando o volume deslocado. A massa volúmica do metal é dada pelo quociente entre a massa do metal e o volume do metal. No caso do fluido, obtém-se a massa do fluido colocando-o numa proveta na balança, registando o valor e subtraindo a massa da proveta. O volume é o indicado na proveta. A massa volúmica é dada pelo quociente entre a massa do fluido e o volume do fluido.
4 – A velocidade terminal é dada pelo quociente entre a distância e o intervalo de tempo. Quando a esfera atinge a velocidade terminal, marcam-se dois pontos, mede-se a distância entre eles e o tempo e calcula-se a velocidade.

Procedimento experimental Protocolo (com esquema da montagem)

Figura nº1 – Esquema de montagem Material e equipamento utilizado: - Proveta
- Glicerina
- Esferas pequenas
- Cronómetro
-Fita métrica
-Balança
-Termómetro

Registo de dados e medições efetuadas e cálculo das grandezas:
T(°C) 17,0
Distância (m) 0,0104

Δt (s)
2,6
2,6
2,6
2,6
2,6

mglicerina=13,56g mrecipiente+glicerina = 19,90g mglicerina= 6,34g Vglicerina =10mL

ρ=(6,34×〖10〗^(-3))/(10×〖10〗^(-6) )=634 Kg/m^3

m_(13 bolas)=3,10g m_(1 bola)=3,10/13 g

V_esfera=4/3 π((4,5×〖10〗^(-3))/2)^3 ρ_esferas=4997,84 kg/m^3